Дистанционное зондирование Земли из космоса: прикладные задачи лесного хозяйства

В структуре «Классификатора тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли» рассматриваются задачи лесного хозяйства. Предлагается на основе принципа открытых исходников, сформулированного и успешно использованно... больше
Дополнительные данные
820
Просмотров
Книги > Наука
Дата публикации: 2013-06-29
Страниц: 205

Пудовкин О.Л. Дистанционное зондирование Земли из космоса: прикладные задачи лесного хозяйства Москва, 2013 1


Предисловие Пудовкин Олег Леонидович. Научные интересы в об- ластях: системный анализ, теория систем и управления, техногенное и космогенное засорение космоса, междуна- родное космическое право, геофизика, глобальные косми- ческие системы связи и навигации, управление проектами. Более 100 научных публикаций и 5 монографий. Доктор технических наук, член-корреспондент Академии космо- навтики и Академии военных наук. В космической отрасли с 1973 года: командно-измерительный комплекс МО РФ, Научно-технический комитет РВСН, Военно-научный ко- митет Космический войск; вице-президент, главный кон- структор, советник в организациях космической отрасли; эксперт космического кластера Фонда «Сколково». Член нескольких диссертационных советов. Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) из космоса суть наблюдение, измерение и регистрация энергетических и поляризационных характеристик собственного и отражён- ного излучения элементов суши, океанов и атмосферы Земли в различных диапазонах электромагнитных волн, способствующих определению местоположения, описанию ха- рактеристик и временной изменчивости естественных природных параметров и явлений, природных ресурсов Земли, окружающей среды, а также антропогенных объектов и обра- зований. Определяющим свойством ДЗЗ из космоса является возможность получения опера- тивной информации о пространственных объектах больших размеров расположенных в любой части планеты Земля в условиях ограничений на источники, распространение и возможность регистрации физической основы процесса – естественного и искусственно создаваемого электромагнитного излучения. При этом под пространственными объектами понимаются любые конкретные объекты или явления, которые могут быть определены однозначным содержанием и границами и описаны в виде набора данных. Наибольший эффект дистанционное зондирование Земли даёт при выборе опти- мального размещения средств получения информации о пространственных объектах на наземных (надводных), летательных воздушных и космических платформах в зависимо- сти от предметной области решаемых задач. Так, например, применение приборов види- мого диапазона электромагнитного спектра космического базирования ограничено балли- стическими параметрами орбит космических аппаратов и текущими характеристиками атмосферы в большей степени, чем приборов авиационного базирования, обеспечивающее съёмку поверхности суши и моря по нижней кромке облаков, большую оперативность при необходимости детализации текущих ситуаций и разрешающую способность. Первую опытную воздушную съемку осуществил 18 мая 1886 года над Санкт- Петербургом поручик А.М. Кованько, положив начало развитию воздушного фотографи- рования в России. Первый фотоснимок был получен с высоты 800 м, второй – с высоты 1200 м; оба – при наклонном положении оптической оси обыкновенного раздвижного фо- тоаппарата с простым моментальным затвором и форматом снимка 12×16 см. Третий сни- мок был произведен над Петропавловской крепостью с высоты 1350 м при приближённо отвесном положении оптической оси камеры. Первые снимки Земли из космоса в США были получены в октябре 1946 года с вы- соты 104,6 км фотоаппаратом, который был установлен на запущенной с полигона White Sands (штате Нью-Мексико) ракете А-4. В Советском Союзе реальные снимки из космоса 2

были получены летом 1957 года с помощью разработанного на Красногорском механиче- ском заводе малогабаритного фотоаппарата АФА-39, поднятого ракетой на высоту около 120 км. Практическое применение космических снимков началось с момента запуска пер- вых космических аппаратов (КА) фоторазведки, создаваемых в рамках военных программ. 28 февраля 1959 года на околоземную орбиту был запущен первый американский КА-фоторазведчик, созданный по программе CORONA с целью получения изображений земной поверхности (прежде всего территорий СССР и Китая). Первое успешное возвра- щение капсулы с отснятой пленкой было выполнено в августе 1960 года. В Советском Союзе первый запуск КА-фоторазведчика «Зенит» состоялся 11 декабря 1961 года, кото- рый закончился неудачно. Со второй попытки 26 апреля 1962 года КА-фоторазведчик «Зенит» был выведен на орбиту и получил обозначение «Космос-4». Третий «Зенит» был запущен 28 июля 1962 года, выполнил программу полёта и успешно возвратился на Землю одиннадцать дней спустя. Первопроходцами для гражданского использования информации дистанционного зондирования Земли стали метеорологические космические системы. В Советском Союзе с запуска в 1967 году КА «Космос-144» и «Космос-156» начала функционировать первая метеорологическая космическая система «Метеор», а в США подобная система была раз- вёрнута на базе КА «Тирос» в феврале 1966 года. Собственно космические системы ДЗЗ стали успешно использоваться в США после запуска 8 апреля 1970 года космического ап- парата LANDSAT-1, в Советском Союзе – после запуска 5 сентября 1979 года космиче- ского аппарата РЕСУРС-Ф1. Появление информации дистанционного зондирования Земли из космоса вне рамок военного применения, открытой и доступной на коммерческом рынке, привело к необхо- димости разработки и принятия на уровне Генеральной Ассамблеи ООН резолюция 41/65 от 3 декабря 1986 года «Принципы, касающиеся дистанционного зондирования Земли из космического пространства». Процессы дистанционного зондирования Земли из космоса реализуются в рамках космических систем различного целевого назначения и характеризуются различным про- странственным, спектральным, радиометрическим и временным разрешением. Потреби- телям информация может представляться в виде первичных и обработанных данных или проанализированной информации (терминология резолюции Генеральной Ассамблеи ООН 41/65 от 03.12.1986 г.). В рамках программы NASA Earth Observing System были сформулированы уровни обработки данных дистанционного зондирования: уровень 0 – данные, поступающие непосредственно от устройства, без служебных данных (синхронизационные фреймы, заголовки, повторы); уровень 1а – реконструированные данные устройств, снабжённые маркерами време- ни, радиометрическими коэффициентами, эфемеридами (орбитальными координатами) спутника; уровень 1b – данные уровня 1а, преобразованные в физические единицы измерения; уровень 2 – производные геофизические переменные (высота океанских волн, влаж- ность почвы, концентрация льда) с тем же разрешением, как у данных уровня 1; уровень 3 – переменные, отображённые в универсальной пространственно- временной шкале, возможно дополнительные интерпретации; уровень 4 – данные, полученные в результате расчётов на основе предыдущих уров- ней. В России космические системы ДЗЗ создаются в рамках государственных программ (распространённая практика космических державах) и имеют в большинстве случаев ста- тус систем двойного назначения. В качестве нормативных документов обычно использу- ют военные ГОСТ, которые определяют космическую систему (КС) как совокупность од- ного или нескольких космических комплексов и специальных комплексов, предназначен- ная для решения различных задач в космосе и из космоса. 3


В результате нескольких десятилетий стагнации в космической отрасли российские КС ДЗЗ весьма малочисленны по составу орбитальных группировок и не обеспечивают в необходимом объёме и с требуемым качеством потребителей информации ДЗЗ (прежде всего государственных). Многие годы не решались системные вопросы об информацион- ном взаимодействии КС ДЗЗ и комплексов потребителей информации ДЗЗ, т.е. вопросы о рациональном разделении функций специального комплекса между ними. При этом ин- формация ДЗЗ характеризуется определённой универсальностью, но её использование для решения конкретных задач, конечно, предъявляет определённые требования к её качеству и количеству. В период стагнации космической отрасли информационную брешь удалось частично закрыть операторам информационных услуг ДЗЗ (ИТЦ «СканЭкс», Компания «Совзонд», НЦ ОМЗ и другие), которые обеспечили доступ потребителей на рынок информации от зарубежных КС ДЗЗ. Негативной стороной стагнации космической отрасли стала зависимость от зару- бежных программных продуктов и информации КС ДЗЗ, отставание от мирового уровня развития отечественных космических систем ДЗЗ и низкая доля присутствия на рынке космическом услуг, деградация научных школ и предприятий создателей космических си- стем ДЗЗ и прочее. Сама по себе наука не приносит денег. Богатство возникает как побочный эффект развития науки. В период стагнации космической отрасли игнорирование этого закона привело не только к деградации уровня академических и прикладных исследований, но и к скудности публичных научных знаний. Лучшие из них по проблематике ДЗЗ из космоса были написаны в большинстве случаев в прошлом тысячелетии. Современные статьи в журналах и доклады на научных форумах скорее носят рекламный характер. Система публичных научных знаний по направлению дистанционного зондирования Земли из космоса необходима заказчикам при формировании требований и разработчикам космических систем, создателям специальных комплексов потребителей, для организации баз пространственных данных и построения эффективного рынка услуг, подготовки спе- циалистов по профилю и решению других задач. Система знаний должна быть макси- мально доступна для обсуждения научной общественностью, проста в управлении, вос- приимчива к новизне, доступна потребителям. Обеспечивать понимания сути возникаю- щих проблем всеми специалистами, участвующими в создании космических систем ДЗЗ. Успех достигает тот, кто обеспечивает качество и удовлетворяет потребности. Построение системы научных знаний могло бы базироваться на принципе открытых исходников – работа «всем миром» – сформулированном и успешно использованном со- здателем операционной системы LINUX Линусом Торвальдсом. Модель открытых исход- ников возникла под влиянием идеологии, утвердила себя в качестве технологии и под- твердила свою работоспособность на рынке, в настоящее время вышла за пределы рамок технологии и деловой области. Например, на её основе был организован проект открытого законодательства на базе юридического факультета Гарвардского университета. Не раскрывая суть модели (информация доступна как и открытые исходники) отме- тим, что Линусу Торвальдсу взамен небольшой группки, работающей в обстановке сек- ретности, удалость получить безграничные ресурсные возможности. В реализуемых про- ектах могут принимать участие миллионы лучших умов мира, при этом их работа идёт под неусыпным контролем коллектива, которому нет равных. Систему публичных научных знаний по направлению дистанционного зондирования Земли из космоса можно представить классификатором с верхними уровнями: 0 – область системных знаний по направлению ДЗЗ из космоса; 1 – Солнце – источник электромагнитного излучения видимого диапазона; 2 – космические системы ДЗЗ; 3 – оптика атмосферы Земли; 4 – предметные области ДЗЗ. 4

Классификационная схема может быть расширена направлениями лазерной и радио- технической локацией, которые имеют исключительное значение для практики. В соот- ветствии с принципом открытых исходников схема может быть модифицирована. Одними из наиболее важных элементов публичных знаний о космических системах ДЗЗ (классификатор 4) являются вопросы построения и применения специальных ком- плексов, которые предназначены для решения задач гидрометеорологии, экологии, мони- торинга чрезвычайных ситуаций, широкого спектра природохозяйственных задач (сель- ское и лесное хозяйство, промысел морепродуктов, геология и поиск полезных ископае- мых, землеустройство, строительство, прокладка транспортных магистралей, картография, создание и обновление геоинформационных систем, гидротехника и мелиорация), задач океанографии и океанологии, научных задачи фундаментального изучения состояния и эволюции Земли, как целостной и развивающейся экологической системы. Наиболее приемлемой формой публичных знаний о космических системах ДЗЗ мог- ла бы стать система электронных монографий – научные книги, посвящённые исследова- ниям какого-нибудь одного вопроса, одной теме, одного направления по концептуальной модели. Материалами для наполнения монографий могли бы стать труды огромного числа российских и зарубежных исследователей, которые пылятся на полках и в ящиках столов, а их обсуждение могло бы проводиться коллективом специалистов на основе INTERNET, которое не ограничено административными барьерами кафедр, отделов, ведомств и про- чих структур. Наиболее рационально было бы развивать проект как электронное прило- жение к авторитетному журналу по схожей тематике и на основе его электронных ресур- сов. В представленной монографии рассматривается предметная область – лесное хозяй- ство, объекты и задачи дистанционного зондирования Земли из космоса. Доктор технических наук Пудовкин О.Л. e-mail: PudovkinOL@yandex.ru 5

Оглавление Стр. Введение 8 1. Лесные ресурсы 12 1.1. Районирование лесов 12 1.1.1 Подразделение лесов по целевому назначению 13 1.1.2. Лесорастительное районирование 14 1.1.3. Типизация лесных сообществ 19 1.2. Лесоустройство 22 1.2.1. Определение границ лесов и лесистости территорий 23 1.2.2. Оценка породного состава древостоя 24 1.2.3. Оценка сомкнутости полога 28 1.2.4. Выделение массивов старовозрастных лесов 29 1.2.5. Оценка возрастной структуры и продуктивности лесов 32 1.2.6. Выделение массивов редколесий и ветровалов 36 2. Охрана и защита лесов 39 2.1. Инвентаризация лесов 39 2.1.1. Распределение лесов различного целевого назначения по преобла- 41 дающим древесным породам лесных насаждений и возрасту 2.1.2. Выявление изменений состояния лесов, происходящих в результа- 47 те негативных воздействий, а также причин, приведших к такому изменению 2.1.2.1. Лесной пожар 41 2.1.2.2. Вредители леса. Насекомые 52 2.1.2.3. Болезни леса 65 2.1.3. Оценка эффективности мероприятий по охране, защите и воспро- 67 изводству лесов 2.2. Лесопатологический мониторинг 74 2.2.1. Определение зон слабой, средней и сильной лесопатологической 77 угрозы 2.2.2. Выявление территорий неудовлетворительного лесопатологиче- 81 ского состояния лесов, определение причин его возникновения 2.2.3. Лесопатологическая таксация 85 2.2.4. Прогноз развития наблюдаемых в лесах патологических процес- 88 сов и явлений, а также проведение оценки их возможных послед- ствий 2.2.5. Выявление очагов развития вредных организмов 93 2.2.6. Оценка эффективности профилактических, санитарно- 100 оздоровительных мероприятий по локализации и ликвидации оча- гов вредных организмов 2.3. Пожарная опасность в лесах 102 2.3.1. Оценка пожароопасности лесов 102 2.3.2. Определение координат участков возгорания и оперативное 111 наблюдение за лесными пожарами 2.3.3. Прогноз распространения лесных пожаров 119 6

2.4. Послепожарная инвентаризация леса 127 2.4.1. Выявление гарей и определение их возраста 129 2.4.2. Оценка состояния возобновления выгоревших участков леса 131 3. Антропогенные воздействия на лес 137 3.1. Антропогенные воздействия промышленных и др. объектов 138 3.1.1. Выделение участков с различной степенью преобразованности 139 (нарушенности) растительного покрова 3.1.2 Выявление участков леса, пострадавших от промышленных вы- 142 бросов 3.2. Воздействия при заготовке древесины 149 3.2.1. Определение освоенности лесных массивов рубками 150 3.2.2. Определение типа рубок (сплошные, выборочные) 155 3.2.3. Определение площади лесосеки 163 3.2.4. Оценка состояния мест рубок и выявление нарушений 164 3.2.5. Выявление участков сведения лесного покрова в пределах водо- 178 охранных зон (защитных лесов) 3.2.6. Выявление участков лесозаготовок в пределах особо охраняемых 182 территорий (заповедники, национальные парки, заказники) 3.2.7. Выявление нарушения правил рубок на склонах и нарушение рас- 195 тительного и почвенного покрова, выполняющего функции инже- нерной защиты грунтов Заключение 202 Литература 203 7

Введение Площадь поверхности Земли составляет 510 072 000 км², из которой 148 940 000 км² суша (29,2%) и 361 132 000 км² вода (70,8%). Территория России 17 098 246 км², что со- ставляет 11,4% земной суши. Около 60% территории России занимают леса. Текущее со- стояние лесного покрова Земли по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) представлено на рисунке. – сомкнутые леса Земли, покрытые деревьями с древесным покровом >40% и высотой деревьев >5 м, включая естественные леса и лесонасаждения. – редкие и фрагментированные леса Земли, покрытые деревьями с древесным покровом 10-40% и высотой деревьев >5 м (редкие леса) или с мозаикой лесных и нелесных площадей (фрагментированные леса), включая естественные леса и лесонасаждения. – прочие лесистые площади Земли, покрытые деревьями с древесным покровом 5-10% и высотой деревьев >5 м или с кустарниковым покровом >10% высотой <5 м. – прочие виды земного покрова, нелесные площади, включая пастбища, сельскохозяй- ственные земли, пустоши и территории населенных пунктов. – неполные данные. Рисунок 1 – Глобальный лесной и земной покров [39] На рисунке видны огромные массивы дождевых тропических лесов в бассейнах рек Амазонки и Конго, влажные тропические леса Юго-Восточной Азии. По северной части проходит полоса бореальных лесов – это хвойные леса умеренной климатической зоны Северного полушария, в Евразии и Северной Америке, с суровыми зимними температу- рами, которые чаще всего называют тайгой. Тайга – тип биома, представленного темнохвойными породами деревьев (ель, пихта, сибирская кедровая сосна или сибирский кедр) и светлохвойными породами деревьев (лиственница даурская и сибирская, сосна обыкновенная). В горах образует высотный по- яс – горная тайга, на равнинах – природную зону (таежная зона), которая расположена между лесотундровой зоной на севере и зоной смешанных лесов на юге. 8

Бореальная зона хвойных лесов проходит через ряд государств и их административ- но-территориальные единицы, в которых имеются и другие лесные зоны. Поэтому невоз- можно дать точную оценку площади, покрытой бореальными хвойными лесами. По неко- торым данным эта зона составляет около 8,5 млн. км², что соответствует 29% площади всех лесов и 73% площади хвойных лесов мира. Доля лесов бореальной зоны в объёме за- готовок промышленной древесины составляет около 33%. В зависимости от экономического, экологического и социального значения, место- положения и выполняемых функций, согласно Лесному кодексу Российской Федерации, лесной фонд страны разделён на три группы – защитные, резервные и эксплуатационные леса. Структурный состав лесов России представлен на рисунке. Рисунок 2 – Леса России По данным доклада Федерального агентства лесного хозяйства, на конец 2011 года, леса России занимают площадь 11,833 млн. км², из которых:  земли лесного фонда составляют 1144,1 млн. га (96,7%): защитные леса – 276,1 млн. га (23,3%); резервные леса – 596,5 млн. га (50,4%); эксплуатационные леса – 271,1 млн. га (23,0%);  земли обороны и безопасности составляют 4,8 млн. га (0,4%);  земли населённых пунктов, на которых расположены леса, составляют 1,4 млн. га (0,1%);  земли особо охраняемых природных территорий составляют 26,2 млн. га (2,2%). 3 Запасы спелых и перестойных насаждений оцениваются в 44 млрд. м , из которых: 3  запасы земель защитного леса – 8,1 млрд. м (18,5%); 3  запасы земель резервного леса – 28,7 млрд. м (65,2%); 3  запасы земель эксплуатационного леса – 7,2 млрд. м (16,3%). Россия занимает первое место в мире по площади лесов, второе – по запасам древе- сины, обладает 70% бореальных и 75% древесных лесов мира. Согласно рекомендаций Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), созданной в 1988 году Всемирной метеорологической организацией 9

(ВМО) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), выделяются «управляемые земли» – территории, на которых осуществляются систематическая антропогенная дея- тельность (вмешательства) для целей выполнения соответствующих социальных, эконо- мических и экологических задач. Распределение управляемых лесов по территории России как доля управляемых ле- сов от покрытых лесом земель весьма не равномерное, что связано с обжитостью и неод- нородностью транспортной инфраструктуры огромных российских территорий. Рисунок 3 – Схема расположения управляемых лесов территории России как доля управляемых лесов от покрытых лесом земель [23] В Российской Федерации управление лесным хозяйством определяется как система антропогенной (хозяйственной) деятельности по рациональному управлению и использо- ванию лесов в целях выполнения ими соответствующих экологических (включая биоло- гическое разнообразие), экономических и социальных функций устойчивым образом. В рамках управления лесами проводятся следующие мероприятия: регулярный учет, количественная оценка и анализ состояния, пространственно - временной и ресурсной динамики лесного фонда; лесовосстановительные мероприятия и уход за лесом; охрана и защита лесов от пожаров и прочих причин гибели лесных насаждений; определение оптимального размера лесозаготовок (расчетная лесосека); рубки главного и промежуточного пользования, заготовки не древесного сырья и другой лесной продукции. В состав управляемых лесов России входят лесные земли лесного фонда (за исклю- чением резервных лесов). Площади управляемых лесов России корректируются с учетом вовлечения лесов в хозяйственный оборот. Распределение управляемых лесов как доля управляемых лесов от площади субъекта по территории страны весьма неоднородное. Наибольшие значения приходятся на территории Севера Европейской части России и Дальнего Востока. Широкое использование дистанционного зондирования Земли из космоса началось в рамках различных организаций и специальных учреждений ООН, а также правитель- ственных и межправительственных организаций более тридцати лет назад. 10

Рисунок 4 – Схема расположения управляемых лесов территории России как доля управляемых лесов от площади субъекта РФ [23] К организациям и специальным учреждений ООН, занимающимися вопросами осво- ения и сохранения лесов планеты, можно отнести, например [35]: Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) – проекты Глобальной системы мо- ниторинга окружающей среды (ГСМОС), базы данных о мировых ресурсах (ГРИД), Меж- дународной справочной системы ИНФОТЕРРА и др.; Экономические комиссии для Африки (ЭКА), Азии и Тихого океана (ЭСКАТО); Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) – создание Центра дистанционного зондирования ФАО (1980 г.), Система экологического монито- ринга Африки в реальном масштабе времени АРТЕМИС (1988 г.), Проект оценки лесных ресурсов ФАО (1990 г.) и пр. В России космический мониторинг лесов систематически начал проводиться лишь с лета 2005 года. В течение 2005 года с высоким пространственным разрешением были от- сняты 44 млн. га лесов в шести регионах, в 2006 году – 100 млн. га в восемнадцати регио- нах России, в 2007 году – около 300 млн. га. Напомним, что общая площадь лесов России составляет около 12 млн. км². Съёмка выполнялась в основном зарубежными КА. Департаментом науки и информационных систем Министерства природных ресур- сов (МПР) Российской Федерации 23 марта 2001 был утверждён «Классификатор темати- ческих задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использова- нием материалов дистанционного зондирования Земли», который включил 25 задач по лесной тематике. В 2008 году классификатор переиздан и включил уже 36 задач, которые объединены в три раздела: лесные ресурсы, охрана и защита лесов, антропогенные воз- действия на лес. Каждая задача привязана к картографическому результату, который определяет слои на тематических картах. В обеспечение решения задач определены тре- бования к материалам дистанционного зондирования лесов из космоса по разрешению, спектральному диапазону и сезону съёмки. Особая ценность классификатора, разработан- ного сотрудниками ВостСибНИИГГиМС и ИТС СканЭкс, в создании концептуального документа, необходимого как для создателей космических систем ДЗЗ и специального программного обеспечения для пользователей, так и работников лесной отрасли. В после- дующем материале рассматривается проблемная область задач классификатора. 11

1 Лесные ресурсы Под лесными ресурсами понимаются запасы древесных и не древесных продуктов, которые можно получить на землях лесного фонда, лесов, не входящих в лесной фонд, и землях, покрытых древесно-кустарниковой растительностью. К древесным продуктам от- носятся продукты леса из древесины или сама древесина, к не древесным – все другие продукты не древесного происхождения [26]. Рисунок 5 – Доля леса от общей площади земель России, % Леса играют огромную роль в экономике России как источники древесины и многих видов сырья: растительного – смолы, грибы, ягоды, лекарственные растения и животного – мясо, меха, ценные лекарственные препараты (панты, бобровая и кабарожья струя, мед- вежья желчь и т.п.). В жизни многих народов России лес – основная жизненная среда, на которой базируется весь уклад (финно-угорские народы, эвенки и др.), для русского насе- ления лес – важнейший рекреационный ресурс. В отличие от большинства западных народов, любительский сбор грибов, ягод, лекарственных растений и охота – не только экономическое подспорье, но и часть жизненного уклада. В пейзажах русской живописи и литературы, как профессиональной, так и фольклорной, леса абсолютно преобладают над другими ландшафтами. 1.1 Районирование лесов Районирование лесов в современном Лесном кодексе Российской Федерации опреде- ляется как лесорастительное районирование – территориальное деление лесов на части, отличающиеся по природным условиям, обусловливающим распространение лесообразу- ющих пород, типы леса, состав и производительность лесов и лесовосстановительные процессы в них. Лесорастительное районирование входит в систему лесохозяйственного районирования – территориальное деление лесов по классификационным единицам раз- ного уровня, объединяющим леса с определёнными природными и экономическими усло- виями, определяющими соответствующее ведение лесного хозяйства и лесопользование. 12

1.1.1 Подразделение лесов по целевому назначению В соответствии с существующим Лесным кодексом Российской Федерации леса, расположенные на землях лесного фонда, по целевому назначению подразделяются на защитные леса, эксплуатационные леса и резервные леса. Эксплуатационные леса – леса, предназначенные для освоения в целях обеспечения устойчивого, максимально эффективного получения высококачественной древесины и других лесных ресурсов, продуктов их переработки с обеспечением сохранения полезных функций лесов. На начало 2012 года эксплуатационные леса занимали 271,1 млн. га, что составляет 23,0% земли лесного фонда России. Защитные леса – леса, выделяемые на землях лесного фонда и землях иных катего- рий в целях сохранения средообразующих, водоохранных, защитных, санитарно- гигиенических, оздоровительных и других полезных функций лесов с одновременным ис- пользованием, совместимым с целевым назначением защитных лесов и выполняемыми ими полезными функциями. На начало 2012 года защитные леса занимали 276,1 млн. га, что составляет 23,3% земли лесного фонда России. К категории защитных лесов относятся:  леса, расположенные на особо охраняемых природных территориях;  леса, расположенные в водоохранных зонах;  леса, выполняющие функции защиты природных и иных объектов: а) леса, расположенные в первом и втором поясах зон санитарной охраны источни- ков питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения; б) защитные полосы лесов, расположенные вдоль железнодорожных путей, феде- ральных автомобильных дорог общего пользования, автомобильных дорог общего пользования, находящихся в собственности субъектов Российской Федерации; в) зеленые зоны; г) лесопарковые зоны; д) городские леса; е) леса, расположенные в первой, второй и третьей зонах округов санитарной (горно- санитарной) охраны лечебно-оздоровительных местностей и курортов;  ценные леса: а) государственные защитные лесные полосы; б) противоэрозионные леса; в) леса, расположенные в пустынных, полупустынных, лесостепных, лесотундровых зонах, степях, горах; г) леса, имеющие научное или историческое значение; д) орехово-промысловые зоны; е) лесные плодовые насаждения; ж) ленточные боры; з) запретные полосы лесов, расположенные вдоль водных объектов; и) нерестоохранные полосы лесов. Резервные леса – леса, являющиеся самостоятельным видом. В Лесном кодексе определение понятия резервных лесов отсутствует, но даётся только критерий отнесения лесов к резервным – в них не должна планироваться заготовка древесины в течение 20 лет. На начало 2012 года резервные леса занимали 596,5 млн. га, что составляет 50,4% земли лесного фонда России. Резервные леса удалены от транспортных путей и расположены преимущественно в северной части Сибири, в них лесное хозяйство и лесопользование не ведётся и не плани- руется на ближайший период. 13

При решении задач дистанционного зондирова- ния Земли по классификации Е.Л. Кринова [16] лесные массивы относятся ко второму классу объ- ектов ландшафта (растительный покров). В соответствии с Классификатором тематиче- ских задач оценки природных ресурсов и окружа- ющей среды, решаемых с использованием материа- лов дистанционного зондирования Земли для реше- ния задач подразделение лесов по целевому назна- чению с использованием космических средств ДЗЗ наиболее пригодным считается спектральный диа- пазон 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапа- зоны). Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению 170, 30 и 5-15 м. На основе косми- ческих снимков формируются тематические карто- графические результаты в виде материалов лесо- устройства для слоя участков защитных, эксплуата- ционных и резервных лесов масштабов 1:25000, 1:50000, 1:200000 и 1:1000000. Периодичность съёмки и степень разрешения зависят от типа лесов и их географиче- ского положения, интенсивности эксплуатации и тематики картографического материала. Периодичность по некоторым оценкам может находиться в интервале 1-5 лет. Решение задач требует наличия ретроспективной базы данных снимков и результатов их обработ- ки. 1.1.2 Лесорастительное районирование Изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов геосистем от экватора к полюсам определяется законом географической зональности, который рас- сматривает закономерности распределения растительности (ландшафтов) по широте в за- висимости от поступающей солнечной радиации. Вводится понятие широтной зональности, физической основой которой является неравномерное распределение солнечной энергии по причине: эллиптичности орбиты движения Земли вокруг Солнца и наклоне оси её вращения к плоскости эклиптики – смена времён года; шарообразная форма Земли и её суточное вращение – периодичность смены времени суток и другие причины. Крайними проявлениями физических особенностей в системе «Земля - Солнце» яв- ляется наличие длинных полярных ночей в арктических и антарктических областях. След- ствием является минимально возможная доля поступающей солнечной радиации, суровый климат и вечная мерзлота. В соответствие с законом географической зональности на поверхности суши Земли введена система физико-географических зона – часть географического пояса с однород- ными климатическими условиями. Название зон берёт своё название от растительности, присущей им, и других географических особенностей. Зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от океанов вглубь континен- тов; имеют близкие условия температур и увлажнения, определяющие однородные почвы, растительность, животный мир и другие компоненты природной среды. Принятое совре- менной наукой деление суши Земли на физико-географические зоны представлено на ри- сунке. 14

Рисунок 6 – Современное представление о физико-географическом районирование суши Земли В различных научных системах физико-географические зоны суши Земли могут иметь иные обозначения, которые связаны с исторически сложившимся и принятым науч- ной общественностью понятийным аппаратом. Например, классификация по типу расти- тельности связанная с введением понятия наземного биома – крупное системно- географическое (экосистемное) подразделение в пределах природно-климатической зоны. В российской лесной науке и практике используются также понятия – природная зона, ле- сорастительная зона, высотно-поясная экосистема, широтная экосистема и другие терми- ны. Закономерности дифференциации растительного покрова Земли под действием рас- пределения суши и моря, рельефа земной поверхности и состава горных пород определя- ются законом секторности (азональности, провинциальности, меридиальности), который дополняет закон географической зональности. Закон рассматривает влияние перераспре- деления поступившей энергии солнца в виде изменения климатических факторов при продвижении в глубь материков (так называемое нарастание континентального климата), поднятия по высоте в горных системах и т.д. Районирование лесов на территории России проводится в зависимости от природно- климатических условий, в которых расположены леса с относительно однородными лесо- растительными признаками. В основу положены принципы лесорастительного райониро- вания – территориальное деление лесов на части, отличающиеся по природным условиям, обусловливающим распространение лесообразующих пород, типа леса, состав и произво- дительность лесов и лесовосстановительные процессы в них. В качестве единиц класси- фикации используются понятия – лесорастительные зоны и лесорастительные районы, которые в соответствии с требованиями статьи 15 Лесного кодекса Российской Федерации определены и закреплены Перечнем лесорастительных зон Российской Федерации и Пе- речнем лесных районов Российской Федерации, приказ Рослесхоза от 09.03.2011 г. №61. 15

Таблица 1 – Перечень лесорастительных зон Российской Федерации № Лесорастительные Состав лесорастительных зон по входящим п/п зоны в них лесным районам Район притундровых лесов и редкостойной тайги Европейско-Уральской части Российской Федерации; Зона Западно-Сибирский район притундровых лесов и редкостойной притундровых тайги; 1 лесов и Среднесибирский район притундровых лесов и редкостойной тайги; редкостойной Восточно-Сибирский район притундровых лесов и тайги редкостойной тайги; Дальневосточный район притундровых лесов и редкостойной тайги Северо-таежный район европейской части Российской Федерации; Средне-таежный район европейской части Российской Федерации; Южно-таежный район европейской части Российской Федерации; Северо-Уральский таежный район; Средне-Уральский таежный район; Западно-Сибирский северо-таежный равнинный район; Таежная 2 Западно-Сибирский средне-таежный равнинный район; зона Западно-Сибирский южно-таежный равнинный район; Среднесибирский плоскогорный таежный район; Приангарский таежный район; Восточно-Сибирский таежный мерзлотный район; Камчатский таежный район; Дальневосточный таежный район Зона хвойно- Район хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской 3 широколиственных части Российской Федерации; лесов Приамурско-Приморский хвойно-широколиственный район Лесостепной район европейской части Российской Федерации; Южно-Уральский лесостепной район; Лесостепная Западно-Сибирский подтаежно-лесостепной район; 4 зона Среднесибирский подтаежно-лесостепной район; Забайкальский лесостепной район; Дальневосточный лесостепной район Степная 5 Район степей европейской части Российской Федерации зона Зона полупустынь и Район полупустынь и пустынь европейской части 6 пустынь Российской Федерации Зона горного 7 Северо-Кавказский горный район Северного Кавказа Алтае-Саянский горно-таежный район; Алтае-Саянский горно-лесостепной район; Южно-Сибирская 8 Байкальский горный лесной район; горная зона Забайкальский горно-мерзлотный район; Забайкальский горный лесной район На территории суши Российской Федерации образовано восемь лесорастительных зон (широтных экосистем), которые объединяют 34 лесных района: зона притундровых лесов и редкостойной тайги – 5, таежная зона – 13, зона хвойно-широколиственных лесов – 2, лесостепная зона – 6, степная зона – 1, зона полупустынь и пустынь – 1, зона горного Северного Кавказа – 1, Южно-Сибирская горная зона – 5. В перечне лесные районы определяются входящими в них районами субъектов Рос- сийской Федерации, муниципальными районам и иными административно- территориальным образованиям. 16

Распределение лесорастительных зон (широтные экосистемы) для территории суши России соответствует закону географической зональности. Особо чётко отслеживаются – зона тайги (северная, средняя и южная подзоны), зона притундровых лесов и редкостой- ной тайги, зона хвойно-широколиственных лесов. Рисунок 7 – Распределение лесорастительных зон (широтных экосистем) по территории Российской Федерации Широтные изменения экосистем обусловлены географическим положением России:  крайняя северная материковая точка – мыс Челюскина на полуострове Таймыр, 77°43′ с.ш.;  крайняя южная точка – к юго-западу от горы Барардюзю, на границе Дагестана и Азербайджана, 41°11′ с. ш.;  крайняя восточная материковая точка – мыс Дежнёва на Чукотке, 169°39′ з.д.;  крайняя западная материковая точка – на Балтийской косе Гданьского залива, 19°38′ в.д. Протяжённость территории России с севера на юг превышает 4000 км, с запада на восток – приближается к 10000км. Климат России изменяется от сурового арк- тического, до субтропического. Географический центр России находится на территории Красноярского края, у юго- восточного берега озера Виви. 17

Закономерности дифференциации растительного покрова территории суши России под действием распределения суши и моря, рельефа земной поверхности и состава горных пород определяются законом секторности, который дополняет закон географической зо- нальности. Возникают высотно-поясные экосистемы. Экосистема – сложная (по опреде- лению сложных систем австрийского биолога Карл Людвиг фон Берталанфи) самооргани- зующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. Основной характеристи- кой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотическими частями экоси- стемы. С высотой изменяется климат: на 1 км подъёма температура воздуха снижается в среднем на 6°C, уменьшается давление воздуха, его запылённость, возрастает интенсив- ность солнечной радиации, до высоты 2-3 км увеличивается облачность и количество осадков. По мере нарастания высоты происходит смена ландшафтных поясов, в какой-то сте- пени аналогичная широтной зональности. Величина солнечной радиации увеличивается вместе с радиационным балансом поверхности. В результате температура воздуха снижа- ется по мере роста высоты. Происходит уменьшение количества осадков. Между широт- ными поясами и высотными зонами есть частичное сходство в климатических особенно- стях, размещении растительности и почв. Но многим поясам невозможно найти полные широтные аналоги. Например, по режиму солнечной радиации – тундра севера и вершины гор. Если рассматривать задачи относительно горных систем, то формирование типов высотной поясности определяют следующие факторы: географическое положение, абсо- лютная высота, рельеф, климат, экспозиция склонов. Полный спектр высотной поясности можно наблюдать в крупных горных массивах экваториальных и тропических широт (Ан- ды, Гималаи). В качестве примера высотно-поясной экосистемы России на рисунке представлена система восточного склона Урала. Рисунок 8 – Высотно-поясная экосистема восточного склона Урала В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирова- ния Земли, для решения задач подразделение лесов по целевому назначению с использо- ванием космических средств ДЗЗ наиболее пригодным считается спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны). Требуемые характеристики материалов 18

космической съёмки по разрешению составляют 170, 30 и 5-15 м. На их основе формиру- ются тематические картографические результаты в виде материалов лесоустройства для слоя участков защитных, эксплуатационных и резервных лесов масштабов 1:25000, 1:50000, 1:200000 и 1:1000000. Весьма интересны результаты исследований на основе данных ДЗЗ горных лесных экосистем Саян, проведённые сотрудниками Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН [27] на тестовых участках Восточного Саяна – полигоны «Дивногорский», «Столбы» и Западного Саяна – полигон «Ермаковский». Рисунок 9 – Район исследований. Тестовые полигоны: 1 – «Дивногорский», 2 – «Столбы», 3 – «Ермаковский» На полигонах представлено всё разнообразие хвойных лесообразователей и три вы- сотно-поясных комплекса – подтаежный светлохвойный (сосново-мелколиственный), черневой осиново-пихтовый с кедром и горно-таёжный пихтовый, типичные для низко- горных ландшафтов с гумидным климатом. Лесообразующая древесная порода способна в пределах своего ареала образовывать основной ярус лесных насаждений, отличающийся устойчивостью и специфическим комплексом сопутствующих растений и животных. Классы высотно-поясных комплексов (ВПК) соответствуют лесорастительным поя- сам и объединяют одноименные ВПК разных округов Северной Алтае-Саянской провин- ции по сходству климата и потенциального состава лесообразователей. В отличие от декларируемого в классификаторе спектрального диапазона 0,4-1,1 мкм при проведении исследований эффективно использовался дополнительно тепловой диапазон 11,5-12,5 мкм (высоты и температурные режимы). Период съёмки – бесснежный, май - август, используемые карты (планы) – 1:50 000 и мельче. 1.1.3 Типизация лесных сообществ Типизация лесных сообществ является задачей лесорастительного районирования – территориальное деление лесов на части, отличающиеся по природным условиям, обу- словливающим распространение лесообразующих пород, типы леса, состав и производи- тельность лесов, лесовосстановительные процессы в них. Решение задач рассматриваемой группы с использованием средств ДЗЗ направлено на построение тематических карт (схем) лесов и геоботанических карт, слоями которых являются типы лесных экосистем. 19

Тип леса – лесоводственная классификационная единица, объединяющая леса с однородными лесо- растительными условиями определенного типа, с со- ответствующим им породным составом древостоев, другой растительностью и фауной. Коренные типы леса развиваются в природе без влияния человека или природных катастроф. Произ- водные типы леса сменяют коренные в результате воздействия этих факторов. Коренной и одноимён- ные производные типы образуют серию типов леса. На практике понятие «тип леса» часто подменяется понятием «тип лесораститель- ных условий», под которым понимается лесоводственная классификационная единица, объединяющая сходные лесорастительные условия лесопокрытых и лесонепокрытых зе- мель, обеспечивающие произрастание лесной растительности определенного состава и производительности. В современной типологии леса присутствуют следующие подходы к классификации типов леса: по напочвенному покрову – лесотипологическая классификация имеет зональный характер, приурочивается к определённым климатическим областям, широко применяется в зоне тайги, хвойно-широколиственных лесов, а также в условиях других зон, если ан- тропогенное влияние относительно мало сказывается на кустарниках, травах или мохово- лишайниковом покрове; по почвенным условиям – лесотипологическая классификация наиболее распростра- нена в лесостепных и степных зонах, где напочвенный покров под антропогенным влия- нием зачастую сильно изменён, что резко снижает его ценность в качестве диагностиче- ского признака. В основе классификации характеристики: влажность, механический со- став почвы, аэрация, вид гумуса, периодичность увлажнения. Древостой в наименовании типов леса не учитывается. Более или менее признанным является тот факт, что тип леса не представляет собой абсолютно стабильной классификационной единицы. Со временем под действием разно- направленных сил тип леса может изменяться. В течение жизни одного поколения лесооб- разующей породы на одном и том же участке сменяется ряд типов насаждений, которые последовательно сменяющие друг друга во времени, и образуют новый тип леса. Основ- ным препятствием для изучения динамики типов леса является отсутствие длительных рядов наблюдений. Например, кедровые леса на границе южной и средней тайги Западно - Сибирской равнины форми- руются, как правило, под пологом лиственных насаждений. Когда кедр становится господствующей породой (около 140-180 лет), по напочвенному по- крову лес обычно можно отнести к зеленомошной группе типов. Дальнейшее развитие протекает под влиянием усиливающегося из-за особенностей поро- ды застойного увлажнения. По достижении древосто- ем кедра первого поколения возраста 280-300 лет лес, как правило, относится уже к сфагновой группе ти- пов. В основе лесотипологической классификация зарубежных стран могут находиться как типы леса, так и типы лесорастительных условий. Первое более типично для много- лесных стран, в которых сохранилось относительно много лесов естественного происхож- дения (например, Финляндия). Классификация по типам лесорастительных условий более 20

характерна для стран с преобладанием искусственно созданных лесных насаждений и вы- сокой интенсивностью лесного хозяйства (например, Польша, Венгрия, Румыния). Воз- можно и сочетание этих принципов (например, Англия). Разнообразие конкретных мето- дик классификации и периодическая их смена не способствуют полноценному учёту гео- графического районирования. Однако, в ряде стран (например, Франция, Германия, США) географические особенности учитываются при выделении типов леса. В некоторых стра- нах (например, Австрия, Австралия) во внимание принимается история развития древо- стоев. Свои особенности имеет класси- фикация горных лесов. Обычно при выделении типов во внимание при- нимается высотная поясность, экспо- зиция склона, направление господ- ствующих ветров. Кроме того, в не- которых странах могут использовать- ся и дополнительные признаки (глу- бина снежного покрова, индекс холо- да, средний прирост древостоя и т.д.). Наиболее очевидная хозяйственная функция лесной типологии – оценка количества и качества древесных ресурсов, в качестве которой выступает бонитет леса. Бонитет леса (от нем. Bonität, от лат. bonitas – доброкачественность), показатель продуктивности леса, зависящий от почвенно-грунтовых и климатических условий (ме- стообитания). Определяется средней высотой деревьев господствующей породы насажде- ния с учётом его возраста. В советской таксационной практике пользуются шкалой клас- сов бонитета, составленной в 1911 году профессором М.М. Орловым. Кроме продуктивности леса, выражаемой в объёме древесины, получаемой с едини- цы площади, тип леса характеризуется также сортиментным составом и качеством древе- сины. Столь же очевидно влияние леса и на продукты побочного пользования. Тип леса (тип лесорастительных условий) необходимо учитывать и при планирова- нии лесохозяйственных мероприятий: рубоки, выбор способа очистки лесосек, проекти- ровании содействия естественному возобновлению или лесокультурных работ и т.д. С ним связана устойчивость леса к различным неблагоприятным воздействиям: болезням, вредителям, пожарам, ветровалу и другим. В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондиро- вания Земли, для решения задач типизации лесных сообществ наиболее пригодным счита- ется спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны). Для учёта надпочвенных условий используют спектральный тепловой диапазон 11,5-12,5 мкм. Тре- буемые характеристики материалов космической съёмки по разрешению составляют 1000, 170, 30 и 10-20 м. На этой основе на тематических картах (схемах) высотно-поясных эко- систем лесов, ботанических и других картах масштабов 1:50000, 1:200000 и 1:1000000 формируются слои типов лесных экосистем. Сезон съёмки – бесснежный. Периодичность съёмки и степень разрешения зависят от типа лесов и их географического положения, интенсивности эксплуатации и тематики картографического материала. Периодичность по некоторым оценкам может находиться в интервале 1-5 лет. Решение задач типизация лесных сообществ требует наличия ретро- спективной базы данных снимков и результатов их обработки. 21

1.2 Лесоустройство Лесоустройство – система государственных мероприятий, направленных на обеспе- чение рационального использования, повышение продуктивности, воспроизводство, охра- ну и защиту лесов, а также повышение культуры лесного хозяйства. Включает в себя изу- чение лесорастительных и экономических условий территорий, разработку проектов веде- ния лесного хозяйства, обоснование объёмов лесохозяйственных мероприятий и возмож- ный размер пользования древесиной. Регулируется Лесным кодексом Российской Федера- ции и лесоустроительной инструкцией [33]. Как наука представляет собой учение об орга- низации лесного хозяйства, государственной инвентаризации лесов и составления пер- спективных планов развития лесного хозяйства. Проводится на землях лесного фонда, а также на землях обороны и безопасности, населённых пунктов и особо охраняемых при- родных территорий, на которых расположены леса. Лесоустройство включает в себя: проектирование лесничеств и лесопарков; проектирование эксплуатационных лесов, защитных лесов, резервных лесов, а также особо защитных участков лесов; проектирование лесных участков; закрепление на местности местоположения границ лесничеств, лесопарков, эксплуа- тационных лесов, защитных лесов, резервных лесов, особо защитных участков лесов и лесных участков; таксацию лесов; проектирование мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов. В целях установления основных территориальных единиц управления в области ис- пользования, охраны, защиты и воспроизводства лесов осуществляется проектирование лесничеств и лесопарков. При проектировании осуществляется установление границ, де- ление территорий лесничеств и лесопарков на участковые лесничества, определение квар- тальной сети. Проектирование эксплуатационных, защитных, резервных и особо защитных участ- ков лесов осуществляется в целях подразделения лесов на виды по целевому назначению и выделения особо защитных участков лесов. Границы эксплуатационных, защитных и резервных лесов устанавливаются по квартальным просекам, границам лесных кварталов и лесотаксационных выделов с учетом естественных границ лесничеств и лесопарков. Проектирование особо защитных участков лесов в эксплуатационных, защитных и ре- зервных лесах осуществляется в целях выделения участков лесов, имеющих важное зна- чение для выполнения берегозащитных, почвозащитных и других функций. Границы та- ких участков лесов устанавливаются по квартальным просекам и границам лесных квар- талов с учетом естественных границ, а также по лесотаксационным выделам. При проектировании лесных участков осуществляется подготовка проектной доку- ментации о местоположении, границах, площади, количественных и качественных харак- теристиках лесных участков. Проектирование лесных участков осуществляется в границах лесничеств и лесопарков. Таксация лесов проводится для выявления, учета и оценки количественных и каче- ственных характеристик лесных ресурсов в границах лесных участков, лесничеств и ле- сопарков. Устанавливаются границы лесотаксационных выделов, определяются преобла- дающие и сопутствующие древесные породы, диаметр, высота и объём древесины, лесо- растительные условия, состояние естественного возобновления древесных пород и под- леска, а также другие характеристики лесных ресурсов В целях обеспечения качественного выполнения мероприятий лесоустройства ис- пользуются космические системы ДЗЗ, на которые возлагается решение задач определе- ния границ лесов и лесистости территорий, оценки породного состава древостоя и со- мкнутости полога, выделения массивов старовозрастных лесов, редколесий и ветровалов. 22

1.2.1 Определение границ лесов и лесистости территорий Решение задач определения границ лесов и лесистости территорий с использованием космические системы ДЗЗ необходимо для построения карт лесов, тематический слой – лесистость. Граница леса. Лес является совокупность лесных древесных и иных растений, зем- ли, животных, микроорганизмов и других природных компонентов, находящихся во взаи- мосвязи внутренней и с внешней средой. Граница леса – сложный переход (экотон) между между двумя фундаментально различными классами экосистем – лесным и безлесным. Термин «экотон» был введен в научную литературу в первой половине XIX века для определения переходных территорий (зон) между биомами (тундра – хвойные леса), а также для верхней границы леса в горах. С развитием экологии и фитоценологии, понятие «экотон» сузилось до территории стыка или зон резкого перехода между двумя и более различными экологическими видами. Экотон – переход между двумя и более различными группировками (физиономично заметными), напри- мер, между лугом и лесом. Экотон может иметь значительную линейную протяженность, но всегда бывает узким относительно террито- рий самих соседних группировок. Рисунок 10 – Варианты экотонов Различают следующие варианты экотонов: 1 и 2 – простые экотоны с равными гомогенными поверхностями; 3 и 4 – вторжение одних биоценозов к другим, создаёт много экотонов; 5 и 6 – окраина леса или банки, вариант рассматривается таким образом, чтобы зна- чительно увеличить экотон без чрезмерного изменения окружающей среды; 7 – взаимное массированное проникновение двух биоценозов; 8 – показан экотон, который может быть создан животными, формирующими среду. Космические средства ДЗЗ позволяют дать масштабную картину границ различного типа лесов – горный, притундровый, таёжный, бореальный, субальпийский, пойменный, байрачный и т.п., раскрыть морфологию леса – состав, форму, строение и структуру леса, его основные составляющие и их лесоводственные особенности. Лесистость. Лесистость – степень облесённости территории, является качествен- ной характеристикой и определяется как отношение площади покрытой лесом к общей площади (страны, района, лесхоза и т.д.), выражается в процентах. Величина лесистости в разных районах может различаться в зависимости от физико-географических, климатиче- ских и почвенных условий. Динамика лесистости изменяется под влиянием хозяйственной деятельности и стихийных бедствий, уничтожающих леса. Лесистость территории России составляет 45,4%. Распределена неравномерно по территории и зависит от климатических и антропогенных факторов. Наибольшие значения лесистости (более 80%) отмечены в подзоне средней тайги Пермского края, Республики Коми и Центральной Сибири. Наиболее малолесные районы (лесистость менее 1%) распо- 23

ложены в аридной зоне европейской части России (Республика Калмыкия, части Ставро- польского края, Астраханской, Ростовской и Волгоградской областей). Аридная зона (от лат. aridus – сухой) – географическая зона с аридным климатом; земледелие в такой зоне невозможно без искусственного орошения. Аридный климат – сухой климат с высокими температурами воздуха, испытывающими большие суточные колебания, и малым количеством атмосферных осадков (100-150 мм/год) или полным их отсутствием. Рисунок 11 – Лесистость территории Российской Федерации, %% Абсолютно безлесными являются тундра, пустыни и альпийское луга. Наиболее вы- сокая лесистость (50-80%) характерна для тайги, средняя (30-45%) – для хвойных, сме- шанных и широколиственных лесов, ниже средней (10-25 %) – для лесостепи, низкая и очень низкая (2-5 %) – для степи. В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондиро- вания Земли, на основе космических снимков формируются тематические карты лесов со слоями лесистости. Применяются картографические материалы основного масштаба 1:200000 и обзорного масштаба 1:1000000 и 1:2500000. Требуемые характеристики мате- риалов ДЗЗ по разрешению 1000, 250, 170 и 3м, спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм (ви- димый и ближний ИК диапазоны). Сезон съёмки – бесснежный. Периодичность съёмки определяется общими требованиями к картографическому обеспечению. Для решения специальных задач требует наличия ретроспективной базы данных снимков и результатов их обработки. 1.2.2 Оценка породного состава древостоя В соответствии с классификатором для решения задач оценка породного состава древостоя наиболее пригоден спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны). Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению: средний – 30 м, высокий 5-15 м. На основе снимков формируются тематические карты лесов по пород- ному составу основного уровня масштаба 1:200000 и детального уровня 1:50000. Сезон съёмки – поздняя весна и ранняя осень. Периодичность определяется общими требовани- ями к картографическому обеспечению. Для решения специальных задач требуется нали- чие ретроспективной базы данных снимков и результатов их обработки. 24

Древостой – совокупность деревьев, иногда ку- старников, являющаяся основным компонентом насаждения. По составу пород различают: чистый древостой – древостой, состоящий из деревьев одной древесной породы или с единичной примесью деревьев других пород; смешанный древостой – древостой, состоящий из деревьев двух и более древесных пород. При решения задач дистанционного зондирования лесов обычно приходиться «сни- мать» лесные насаждения – совокупность растений, состоящая из древостоя, а также, ча- сто, подроста, подлеска и живого напочвенного покрова, объединённых однородными ле- сорастительными условиями участка леса, и характеризующаяся определенной внутрен- ней структурой, которые относительно древостоя образуют: хвойные насаждения – лесные насаждения с древостоями, образованными хвойными породами и с небольшим участием других пород – деревья, реже кустарники, большей ча- стью вечнозеленые, с игловидными, линейчатыми или чешуйчатыми листьями (хвоей). мягколиственные насаждения – лесные насаждения с древостоями, образованными мягколиственными породами и с небольшим участием других пород – деревья и кустар- ники с пластинчатыми листьями, большей частью черешковыми: твёрдолиственные насаждения – лесные насаждения с древостоями, образованными твердолиственными породами и с небольшим участием других пород – древесная порода, характеризующаяся высокой плотностью древесины, к которой принято относить дуб, бук, граб, ясень, клён, ильм, березу каменную и др.; хвойно-лиственные насаждения – лесные насаждения с древостоями из хвойных и лиственных пород, в верхнем ярусе которых преобладают хвойные древесные породы; лиственно-хвойные насаждения – лесные насаждения с древостоями из лиственных и хвойных пород, в верхнем ярусе которых преобладают лиственные древесные породы. Породный состав лесов находится в зависимости от климатических и почвенных природных зон и подзон. Помимо природных условий, на лес оказывает большое влияние деятельность человека. На европейской части России почти все леса затронуты этой дея- тельностью, особенно в издавна освоенных районах. По мере продвижения с севера на юг уменьшается в биоме участие хвойных насаждений: тайга – 78%; зона смешанных лесов – 53%; лесостепи – 25%; степи – 12%. Соответственно увеличивается доля лиственных насаждений в зоне смешанных лесов за счёт мягколист- венных пород, в лесостепной – за счёт твёрдолиствен- ных пород. Наиболее простой состав у лесов таёжной зоны. Здесь насчитывается 5-7 основных древесных пород- аборигенов. По мере улучшения климатических и поч- венных условий породный состав усложняется, чаще встречаются более требовательные к климатическим и почвенным условиям: дуб, клён, граб, ильмовые и пр. Вместо чистых и простых по структуре насаждений чаще образуются смешанные и сложные (многоярусные). 25

Хвойные леса. Основную массу хвойных лесов составляют лиственничные, сосно- вые, еловые, пихтовые и кедровые леса. Лиственничные леса занимают большие площади Сибири и Дальнего Востока, хотя произрастают отдельными массивами повсеместно и занимают около 7% всей лесопокрытой площа- ди страны. Наиболее распространены лиственницы сибирская, даурская и Сукачёва, причём последняя, в основном, в лесах Западной Сибири и на северо-востоке России, даурская – в Во- сточной Сибири и на Дальнем Востоке. В северной и средней части побережья Охотского моря произрастает лиственница охотская; южнее по побережью – лиственница Мидденфорда; в районе бухты Ольги и Приморья – лиственница ольгинская; в южной части Приморского края и в Приамурье лиственници приморская, Любарского, Комарова; на юге Сахалина и Ку- рильских островов – лиственница курильская. Второе место по занимаемой лесопокрытой площади среди хвойных имеют сосно- вые леса. Они состоят преимущественно из сосны обыкновенной, которая образует чи- стые и смешанные древостои в различных природных зонах, за исключением районов Се- веро-Восточной Сибири, степной, пустынной и полупустынных зон. В горах Крыма про- израстает сосна крымская, в прибрежной полосе Чёрного моря – сосна Станкевича и пи- цундская сосна, в Закавказье – сосна эльдарская. Кедровые леса образуют три вида кедровых сосен. Основной из них – сосна кедровая сибирская (кедр си- бирский). Она образует чистые и смешанные леса на северо-востоке европейской части России, в Западной Сибири, на Алтае и в Саянах. На Дальнем Востоке произрастает преимущественно сосна кедровая корей- ская, или кедр корейский, в Карпатах встречается кедр европейский. Еловые леса образованы в основном шестью вида- ми ели. На северо-востоке европейской части России и в Сибири растёт ель сибирская. В остальных лесах ев- ропейской части России – ель европейская, на Кавказе – ель восточная, на Тянь-Шане – ель Шренка, на Дальнем Востоке – преимущественно ель аянская, в Приморье – преимущественно ель корейская. Пихтовые леса Сибири и европейского северо-востока России образованы пихтой сибирской, на Дальнем Востоке – пихтами цельнолистной и белокорой, на Сахалине – пихтами сахалинской и Майра, в горах Кавказа – пихтой кавказской, в Карпатах – пихтой белой. В отдельных местах юга России встречаются не- большие участки можжевеловых лесов (в основном, из можжевельника высокого) и играют только за- щитную роль. Кедровый стланик образует значи- тельные заросли на горных склонах и среди ле- сотундры северо-востока России, но он имеет пре- имущественно охотопромысловое значение как ме- стообитание и кормовая база многих денных зверей и птиц. 26

Лиственные леса. Среди лиственных лесов наиболее распространены берёзовые ле- са, занимающие около 60% площади всех лиственных лесов, осиновые – до 13%, затем дубовые и буковые леса. Остальные не занимают значительной площади. В берёзовых лесах произрастают до 40 видов берёз. Наиболее распространены берё- зы повисшая и пушистая, растущие в таёжной, лесостепной зонах европейской части Рос- сии и Западной Сибири, в зоне смешанных лесов и лесостепи Казахстана, на Кавказе и в горах Южной Сибири. В подзоне южной тайги и в горах Западной Сибири произрастает берёза Крылова, в таёжных лесах Восточной Сибири – берёзы Каяндера и плосколистная, а на севере тайги и в тундре – берёза Кузмичёва. На Дальнем Востоке встречаются берёзы аянская, даурская, жёлтая, каменная, железная и др. Дубовые леса образованы в основном 6 видами дуба, хотя в России около 20 видов дуба. Основные массивы дубов европейской части России образует дуб черешчатый. На Украине и Кавказе распространён дуб скаль- ный и дуб Гартвиса, в Закавказье растут дубы грузинский и крупнопыльниковый, а также пушистый и длинноножковый. В Талышских горах Азербайджана произрастает дуб кашта- нолистный, на Дальнем Востоке преобладают дубы монгольский и зубчатый. Буковые леса Кавказа представлены буком восточным, леса Карпат и Молдавии – буком европейским, а в Крыму растёт бук крымский. Осиновые леса широко распространены в таёжной, лесной и лесостепной зонах, представлены одним видом – осиной, или тополем дрожащим. Леса с преобладанием липы произрастают в Башкирии и Татарии, частично в лесо- степной зоне европейской части России, на Кавказе и в некоторых других местах. Здесь встречаются преимущественно липы мелколистная, крупнолистная и кавказская. Около половины липовых лесов сосредоточено на Дальнем Востоке, где произрастают липы амурская, Комарова, маньчжурская, Таке и др. В Западной Сибири и в Горной Шории остовами растёт липа сибирская. В лиственных и смешанных лесах значительно участие клёнов, представленных 25 видами. Основное значение среди них имеют клёны остролистный, величественный, Семёнова, маньчжурский, яров и др. Кроме описанных лесов, из главных лесообразующих пород большое участие в породном составе принимают граб, ясень, вязовые (ильмовые), ольха, ивы и др. В прочие древесные породы входят абрикос, алыча, бархат амурский, гледичия, грабинник, груша, дзельква, железное дерево, каркас, каштан, лапина, орех грецкий, орех маньчжурский, тополь белый, тополь Максимовича, черешня и др. Для лесов России состав древостоя лесов весьма разнообразен и находится в зависи- мости от климатических и почвенных природных зон (подзон), деятельности человека. Поэтому в существующем многообразии объектов наблюдения из космоса необходимо достаточное количество валидационных полигонов для отработки специальных методик и актуализации созданных на их основе программных продуктов. Введение полигонов по- требует дополнительные данные, как минимум теплового диапазона, и данные метеороло- гии, гидрологии и пр. 27

1.2.3 Оценка сомкнутости полога Пологом леса называется совокупность крон сомкнувшихся деревьев размещаю- щихся в одном или нескольких ярусах, которые образуются частью деревьев древостоя, составляющих элемент его вертикальной структуры, имеющей определенный режим освещенности и других условий роста и развития. Ярусы выделяются по соотношению высот и другим признакам. В простом древостое деревья образуют один ярус, в сложном древостое – два и более. Крона леса, а точнее крона самих деревьев об- разуется из ветвей, с наличием листьев, цветов и плодов. Древесный ствол и ветви имеют вершин- ные и боковые побеги. Кончик каждого побега обладает конусным нарастанием, который фор- мируется из специальной ростовой ткани. Таким образом, крона леса формируется за счет форми- рования новых побегов. Кроны размещаются примерно на одном уровне с отклонением на 10- 15 % от сравнительной высоты древостоя. Для практики лесного хозяйства имеет значение первоначальная густота лесных насаждений и густота в периоды последующего их формирования и выращивания. С гу- стотой леса связаны формирование, структура, запас и возраст технической спелости насаждений. Поэтому важно определить «оптимальную» густоту насаждений, понимая её как такую численность деревьев на единицу площади, при которой лесорастительные условия (климатические факторы и производительные силы почвы) используются данным насаждением полно. Показателем такой густоты является наибольший по массе и лучшего качества прирост насаждений в единицу времени. По степени сближения крон деревьев в древостое определяется сомкнутость полога древостоя – степень заполнения пространства участка леса кронами деревьев, определяе- мая по их общей проекции на горизонтальную плоскость. Сомкнутость полога выражают в десятых долях, считая за единицу сомкнутости полное соприкосновение крон всех ря- дом растущих деревьев. Различают насаждения высокой (1,0-0,9), средней (0,8-0,6) и низ- кой (0,5-0,3) сомкнутости. Деревья при сомкнутости крон 0,3 фактически не представляют собой леса. При такой сомкнутости они образуют редины, причем площади, занятые дере- вьями с сомкнутостью 0,2-0,1, считаются не покрытыми лесом. Плотность древостоя характеризуется степенью заполнения древостоем простран- ства в горизонтальной плоскости определенной территории, выражаемой суммой попе- речных сечений стволов составляющих древостой деревьев. Выделяется полнота «абсо- лютная», выражаемая в абсолютных единицах на единицу площади – квадратных метрах на гектар, и «относительная» – в десятых долях от единицы, соответствующей эталонной полноте древостоя в данных условиях. Полнота определяется по сумме площадей сечений деревьев на высоте 1,3 м. Связь между полнотой и сомкнутостью полога зависит от биологических свойств древесных пород, условий их существования и других причин. При одной и той же полно- те древостой могут иметь неодинаковую степень сомкнутости полога. Согласно классификатору для решения задач оценки сомкнутости полога наиболее пригодны спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны) и 3,5-7 см. Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению – 1 м и 5-15 м, что обеспечивает формирование тематических карт лесов по сомкнутости масштабов 1:50000 и 1:25000. Сезон съёмки – бесснежный. Для решения специальных задач требуется нали- чия ретроспективной базы данных снимков и результатов их обработки. 28

1.2.4 Выделение массивов старовозрастных лесов Старовозрастные леса – международный термин, среди отечественной ботаниче- ской и лесоводственной терминологии ему наиболее соответствует понятие «коренной лес» – тип леса, объединяющий леса, характеризующиеся естественно сложившимся со- ставом лесной растительности, соответствующей относительно стабильным лесорасти- тельным условиям определенного типа. Термин «старовозрастные леса» подчёркивает, что леса достигли значительного возраста именно как сообщества, а не только максимального воз- раста господствующего поколения древостоя, что соответствовало бы лесоводственным терминам «высоковозрастные» и «спелые и перестойные насаждения», хотя в прошлом могли иметь место какие-либо естественные или антропогенные нарушения. По оценкам различных специалистов, возраст последнего нарушения в таких лесах должен быть, например, для северо-таёжных сообществ не менее 200-500 лет, после чего сообщество развивалось бы без вмешательства человека. Для коренных (старовозрастных) лесов, кроме перечисленных, характерны следую- щие признаки: максимально полное наличие видов растений, экологические свойства которых со- ответствуют экотопу (от эко... и греч. topos – место), под которым понимается определён- ная территория со всем набором и особенностями почв, грунтов, микроклимата и других факторов в неизменённом организмами виде (потенциальная флора); все популяции древесных видов и кустарников характеризуются полночленными он- тогенетическими спектрами, а древостой – абсолютной разновозрастностью (т.е. присут- ствие всех групп возраста); вследствие этого естественное возобнавление леса идёт непре- рывно; за счёт постоянного естественного отпада старших поколений древостоя, присут- ствие разновозрастного ветровального и буреломного валежа, ветровально-почвенных комплексов (ВПК), сухостоя и соответствующих им окон распада; большая структурная неоднородность (мозаичность). Первый признак определяет существенную роль старовозрастных лесов в сохране- нии биологического и генетического разнообразия растений, третий – в сохранении раз- нообразия организмов, использующих различные субстратные группы (валеж, сухостой, элементы ВПК): грибов, насекомых, некоторых позвоночных животных и пр. Второй признак, наряду с сопутствующими признаками структурной разнородности и вертикальной сомкнутости сообщества, способствует сохранению устойчивости сооб- ществ при катастрофических нарушениях: пожарах, нашествиях вредителей леса, а также различных антропогенных нарушениях. В этом заключается стабилизирующая роль лес- ных экосистем такого типа; они менее подвержены различным воздействиям и дольше со- храняют свои экологические (водоохранные, почвозащитные и другие) функции. Особенно велика роль старовозрастных лесов в сохранении приарктических экоси- стем, характеризующихся большой неустойчивостью и подверженностью катастрофиче- ским воздействиям. Например, благодаря достаточно позднему освоению человеком со- хранились относительно крупные уникальные для Фенноскандии массивы мало нарушен- ных, близких к девственным лесам. Фенноскандия – физико-географическая страна на се- вере Европы, охватывающая территорию Скандинавии и Кольского полуостровов, Фин- ляндии и части Карелии. 29

Рисунок 12 – Распределение старовозрастных лесов по территории России Некоторые редкие виды высших растений и позвоночных животных, охраняемые в России и во всём мире, зависят от существования старовозрастных малонарушенных ле- сов. Например, в пределах Мурманской области к ним относятся некоторые виды из со- кращающегося разнообразия во всём мире: калипсо луковичная (Calypso bulbosa), произрастающая в старовозрастных ельниках, вид Красной книги России; лишайник Бриория Фремонта (Bryoria femontii), произрастающий преимущественно на старых соснах в пределах массивного коренного леса, вид Красной книги России; позвоночные животные, обитающие в дуплах. От наличия старовозрастных лесов зависит и гнездование видов крупных хищных птиц, многие из которых ныне повсеместно редки и занесены в Красные книги высших уровней, в том числе России (скопа, беркут). Для гнездования данные виды используют крупные деревья внутри массивов старовозрастных лесов с минимальным фактором бес- покойства. По материалам Центра охраны дикой природы 2000-2011 г. при изучении старовоз- растных лесов Мурманской области были выделены этапы: предварительное выделение потенциально старовозрастных лесов по лесотаксаци- онным материалам; изучение истории природопользования с целью установления основных факторов антропогенного воздействия на леса; полевые обследования выделенных массивов с целью определения их соответствия признакам старовозрастных (коренных лесов), а также выявления наиболее ценных участ- ков, редких видов растений и животных. Как основа для изучения, по лесотаксационным картам масштаба 1:100000, 1:50000, 1:25000 и таксационным описаниям выделов определялись перестойные насаждения старше определённого возраста. По планшетам 1:10000 и 1:25000 уточнялись и исключа- лись территории вырубок, производившиеся после последней таксации. Из соображений наличия достаточной экологической устойчивости и целостности массивов, выделялись лишь крупные участки размером не менее 100 га. После предварительного выделения по картографическим материалам участков леса производилось их полевое обследование по следующим методикам: рекогносцировочные маршруты и краткие описания лесной растительности; 30

полное геоботаническое описание пробных площадей 0,04 га по методу Браун- Бланке; пересчёт древостоя по возрасту состояния на пробных площадях; учёт валежа по степеням разложения на участках леса 100×100 м; измерение и взятие кернов модельных деревьев для определения абсолютного воз- раста. Эти методы были использованы для выявления возрастной структуры древостоя, определения возможности и возраста антропогенных и других нарушений, а также срав- нительного анализа флористического богатства и других существенных признаков есте- ственных и нарушенных лесных сообществ. Рисунок 13 – Старовозрастные леса Кольского полуоствова В результате работ Центра охраны дикой природы была выявлена область старовоз- растных лесов (преимущественно еловых) в районе реки Кутсы. Расположенные здесь ле- са (общая площадь 25 тыс. га) составляют единый массив с массивом леса Карелии (около 64 тыс. га). Для более полного понимания сути старовозрастных лесов приведём научные характеристики лесов подобного типа Север- ной Америки, расположенных на склонах Каскадных гор и по- луострове Олимпик, относящихся к старовозрастным и образо- ванные в основном псевдосугой Мензиса. Псевдотсуга Мензиса является на сегодняшний день вторым по высоте деревом в мире, после Секвои Вечнозелёной. Для ста- рых деревьев обычной является высота 60-75 м и более, диамет- ром ствола 1,5-2 м. Деревья максимальной высоты в 100-120 м с толщиной ствола 4,5-6 м задокументированы. Псевдотсуга Мензиса образует старовозрастный лес по исте- чении первых 165 лет роста, а продолжительность жизни псев- досуги при благоприятных условиях более 3 тысяч лет. За это время растение приобретает гигантские размеры, однако, большая часть дере- вьев преждевременно гибнет от стихийных бедствий: ураганов, оползней, болезней, наше- 31

ствий насекомых. С течением времени в старовозрастном лесу накапливаются поваленные и сухостойные деревья. Для полного разложения умершего могучего дерева необходимо несколько сотен лет. Подсчитано, что половина всей древесной массы старовозрастного леса находится в мёртвом состоянии. Вместе с тем, обилие мёртвой древесины создаёт особые экологические ниши для живого мира. Сотни видов насекомых используют гнию- щее дерево как место своего обитания. Вслед за насекомыми, к разлагающимся деревьям приступают в поисках корма и укрытия мелкие млекопитающие, птицы, амфибии, пре- смыкающиеся. На верхних ярусах старовозрастного леса водятся верхушечные сообще- ства, включающие редких животных, которые лишь в крайних случаях спускаются на землю. В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондиро- вания Земли, для решения задач выделение массивов старовозрастных лесов наиболее пригодны спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны) и 3,5-7 см. Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению – 170 м, 30 м и 15 м, что обеспечивает формирование тематических карт лесов масштаба – 1:1000000, 1:200000 и 1:50000. Сезон съёмки – бесснежный. Эффективное решение задач выделение массивов старовозрастных лесов требует глубокого изучения лесотаксационных материалов и истории массивов лесов, а также проведения полевых обследований и специальных научных методик. 1.2.5 Оценка возрастной структуры и продуктивности лесов Возрастной этап древостоя – период роста и развития древостоя, в течение которо- го он отличается определенными относительно стабильными свойствами и признаками, имеющими существенное хозяйственное значение. В лесоустроительной и лесохозяй- ственной практике выделяют следующие возрастные периоды жизни леса: молодняк, жердняк, средневозрастный, приспевающий, спелый и перестойный. Для количественной характеристики пользу- ются понятием класса возраста древостоя – возрастной интервал, устанавливаемый в зави- симости от биологических особенностей древес- ных пород для выделения возрастных этапов и групп древостоев, характеристики возрастной структуры древостоев и лесного фонда. Классы возраста устанавливают в 1, 5, 10, 20, 40 лет и обозначают – первый, второй, третий класс и т.д. При таксации леса класс возраста устанавливают по преобладающей в древостое породе. Таксация леса (от лат. taxatio – оценка) – учёт леса, его всесторонняя материальная оценка и составление технической характеристики (таксационного описания и плана) насаждений, определение их возраста, запаса (количества) древесины, прироста и объёма отдельных деревьев и их частей. Таксация лесов проводится методом классов возраста. Метод классов возраста заключается в образовании хозяйств (хвойное, твердолиственное, мягколиственное), хозяйственных секций, состоящих из совокупностей однородных по породному составу и продуктивности лесных насаждений, территориально хотя и разоб- щенных, но объединяемых единым возрастом. Продолжительность интервала классов возраста устанавливается для кедра, ели восточной и пихты кавказской 40 лет, для других хвойных пород и твердолиственных пород семенного происхождения – 20 лет, для мягко- 32

лиственных и твердолиственных пород порослевого происхождения – 10 лет, для быстро- растущих пород – 5 лет, для кустарников – 1 год [33]. В лесоустроительной и лесохозяйственной практике выделяют следующие возраст- ные периоды жизни леса: молодняк – хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте до 20 лет (сосна кедровая 40 лет), мягколиственные и твердолиственные низкоствольные поросле- вые в возрасте до 10 лет, для большинства кустарников до 5 лет; жердняк – древостой, находящийся в периоде интенсивного роста, когда стволы имеют размеры жердей: хвойные и твердолиственные семенные – 21-40 лет, мягколист- венные и твердолиственные порослевые – 11-20 лет; средневозрастный – древостой, который интенсивно растет и в возрастном отноше- нии находится примерно посередине между периодами возникновения и спелости: хвой- ный и твердолиственный древостой семенного происхождения в возрасте от 41 до 60 лет, мягколиственный и твердолиственный порослевой древостой в возрасте от 21 до 30 лет; приспевающий – древостой, замедливший свой рост, но не достигший спелости: хвойный и твердолиственный древостой семенного происхождения в возрасте 61-80 лет, мягколиственный и твердолиственный порослевой древостой в возрасте 31-40 лет; спелый – древостой, замедливший рост по высоте, но еще способный увеличивать прирост древесины по диаметру: хвойный и твердолиственный древостой семенного про- исхождения в возрасте от 81 до 100 лет или 101-140 лет, мягколиственный и твердолист- венный порослевой древостой в возрасте от 41 до 50 или от 51 до 60 лет. перестойный – древостой, почти прекративший рост по высоте, разрушающийся от старости и болезней (более 140 лет): хвойный и твердолиственный древостой семенного происхождения, от 61 года и выше мягколиственный и твердолиственный порослевой древостой. Возрастные периоды в жизни леса разграничены классами возраста с определенным числом лет, хотя в пределах каждого из периодов процессы роста дере- вьев будут зависеть от климатических факторов, вод- ного и почвенного режимов питания, деятельности человека и других факторов. На севере страны, например, возрастные периоды увеличены по време- ни. Из-за суровости климата границы между отдель- ными периодами менее выражены, а число лет между ними значительно увеличивается. Возрастные периоды используют для учета насаждений и планирования лесохозяй- ственных и других мероприятий. Характерной особенностью каждого возрастного перио- да леса является закономерное распределение деревьев по ступеням толщины. Наиболь- шее число деревьев приходится на средние диаметры, а наименьшее на крайние. Распре- деление деревьев по ступеням толщины не зависит от породы, класса бонитета и полноты насаждений. Возраст древостоя спелости – возраст, в котором древостой приобретает количе- ственные и качественные признаки, наиболее соответствующие целям хозяйства и отра- жающие определенный этап его роста и развития. Различают виды спелости леса: есте- ственная, количественная, качественная, хозяйственная, техническая и возобновительная. Естественная спелость определяется возрастом, в котором насаждение или дерево отмирают. Например, у деревьев сосны или ели она наступает к 300-350 годам, а у их насаждений – к 200-250 годам. Под естественной спелостью леса понимают такой воз- растной период жизни древостоя, в котором наступает период его отмирания. В литературе приводятся следующие примерные возрасты естественной спелости древостоев и отдельных деревьев: 33

сосна и лиственница – древостой 200 лет и отдельное дерево 300 лет; ель и пихта – древостой 180 лет и отдельное дерево 250 лет; берёза и дуб – древостой 120 лет и отдельное дерево 150 лет; осина и ольха чёрная – древостой 100 лет и отдельное дерево 120 лет. Количественная спелость характеризуется возрастом, в котором насаждение или де- рево имеют наивысший годичный прирост (запас древесины в м3/га, деленный на возраст насаждения). В этом возрасте при рубке леса получают наибольшее количество древеси- ны. Качественная спелость наступает в возрасте, в котором объёмная единица лесной продукции наиболее ценна. Хозяйственная спелость дерева или насаждения наступает в возрасте, в котором они дают в среднем за год наибольший денежный доход. Техническая спелость определяется возрастом дерева или насаждения, в котором они в среднем за год дают наибольший выход желательного сортимента. Возобновительная спелость наступает в возрасте обеспечивающем наилучшее есте- ственное возобновление леса (семенное или вегетативное). Возобновительная семенная спелость мягколиственных пород (берёза, ольха) наступает в 30-40 лет, сосны – в 40-50, ели – в 60-70, твёрдолиственных пород (дуб) – в 80-90 лет. Мягколиственные породы до- стигают порослевой возобновительной спелости в 25 лет, твёрдолиственные – в 40 лет. Показателем продуктивности насаждения является бонитет насаждения (древо- стоя) (от лат. bonitas – доброкачественность), зависящий от степени богатства лесорасти- тельных условий. Этот показатель характеризуется классами бонитета насаждений, кото- рые определяются по соотношению среднего возраста и средней высоты насаждения (дре- востоя). Класс бонитета насаждений устанавливают по бонитировочной шкале, составлен- ной в 1911году М.М. Орловым, отдельно для семенных и порослевых насаждений. Бонитировочная шкала состоит из 5-ти основных классов бонитета: I класс бо- нитета насаждения – наиболее продук- тивные насаждения, V – наименее про- дуктивные. Однако встречаются условия, когда продуктивность насаждений выше I класса или ниже V класса. В этих слу- чаях применяют индексные обозначения классов: 1а и Va и даже иногда 1б (самый высокий) и Vб (самым низким), напри- мер, сосна на болотах. Если насаждения классов 1а и Va занимают незначитель- ную площадь, они объединяются с I и V классами. За основу деления древостоев на классы бонитета принята их высота в возрасте 100 лет, когда рост деревьев в высоту почти прекращается. Класс бонитета насаждения (дре- востоя) устанавливают по основной части верхнего яруса (полога), в разновозрастных насаждениях его определяют по части насаждения (древостоя) старшего поколения. В США бонитировочные шкалы для каждой древесной породы составляются по со- отношению высоты и возраста деревьев (базовый возраст – 50 лет); в Великобритании – на основании величин среднего годичного прироста в полных нормальных насаждениях; во Франции принята бонитировочная шкала из 5 классов, базовый возраст деревьев – 100 лет. 34

Таблица 2 – Распределение семенных насаждений по классам бонитета Возраст, Высота преобладающей породы по классам бонитета, м лет Iа I II III IV V Vа 5 3 2 1 1 – – – 10 6-5 4 3 2 1 – – 15 9-8 7-6 5 4 3 2 1 20 12-10 9-8 7-6 5 4-3 2 1 25 14-12 11-10 9-8 7-6 5-4 3 2 30 16-14 13-12 11-10 9-8 7-6 5-4 3-2 35 18-16 15-13 12-11 10-9 8-7 6-4 3-2 40 20-18 17-15 14-13 12-10 9-8 7-5 4-3 45 22-20 19-16 15-14 13-11 10-8 7-6 5-3 50 24-21 20-18 17-15 14-12 11-9 8-6 5-4 55 26-23 22-19 18-16 15-13 12-10 9-7 6-4 60 28-24 23-20 19-17 16-14 13-11 10-8 7-5 65 29-25 24-21 20-18 17-15 14-11 10-8 7-5 70 30-26 25-22 21-19 18-16 15-12 11-9 8-6 75 31-27 26-23 22-20 19-17 16-13 13-10 9-7 80 32-28 27-24 23-21 20-17 16-14 13-11 10-7 85 33-29 28-25 24-22 21-18 17-14 13-11 10-8 90 34-30 29-26 25-23 22-19 18-15 14-12 11-8 100 35-31 30-27 26-24 23-20 19-16 15-13 12-9 110 36-32 31-29 28-25 24-21 20-17 16-13 12-10 120 38-34 33-30 29-26 25-22 21-18 17-14 13-10 130 38-34 33-30 29-26 25-22 21-18 17-14 13-10 140 39-35 34-31 30-27 26-23 22-19 18-14 13-10 150 39-35 34-31 30-27 26-23 22-19 18-14 13-10 ≥160 40-36 35-31 30-27 26-23 22-19 18-14 13-10 Таблица 3 – Распределение порослевых насаждений по классам бонитета Возраст, Высота преобладающей породы по классам бонитета, м лет Iа I II III IV V Vа 5 5 4 3 2 2 1 – 10 9-7 6 5 4 3 2 1 15 13-11 10-9 8-7 6 5 4-3 2 20 16-14 13-12 11-10 9-8 7-6 5-4 3-2 25 19-16 15-13 12-11 10-9 8-7 6-5 4-3 30 21-18 17-16 15-13 12-11 10-8 7-6 5-4 35 23-20 19-17 16-14 13-12 11-10 9-7 6-5 40 24-21 20-19 18-16 15-13 12-11 10-8 7-5 45 26-23 22-20 19-17 16-14 13-12 11-9 8-6 50 27-25 24-21 20-18 17-15 14-12 11-9 8-6 55 28-26 25-23 22-19 18-16 15-13 12-9 8-6 60 30-27 26-24 23-20 19-17 16-14 13-10 9-7 65 31-28 27-25 24-21 20-17 16-14 13-10 9-7 70 32-29 28-25 24-22 21-18 17-14 13-11 10-8 75 32-29 28-25 25-22 21-19 18-15 14-11 10-8 80 33-30 29-26 25-23 22-19 18-15 14-12 11-9 85 34-31 30-27 26-24 23-20 19-16 15-13 12-9 90 34-31 30-27 26-24 23-20 19-16 15-13 12-9 100 35-31 30-28 27-24 23-21 20-16 15-13 12-9 110 36-32 31-29 28-25 24-21 20-17 16-14 13-9 ≥120 36-33 32-29 28-26 25-22 21-18 17-14 13-9 35

В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондиро- вания Земли, для оценки возрастной структуры и продуктивности лесов наиболее при- годны спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны) и 3,5-7 см. Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению – 170 м, 30 м и 15 м, что обеспечивает формирование тематических карт лесов масштаба – 1:1000000, 1:200000 и 1:50000. Сезон съёмки – бесснежный. Эффективное решение задач требует оценки возрастной структуры и продуктивно- сти лесов проведения полевых обследований и специальных научных методик. 1.2.6 Выделение массивов редколесий и ветровалов Редколесье. Массивы редколесий (редины) обычно составляет древостой от начала третьего класса возраста и старше, имеющий полноту (сумма площадей сечений стволов деревьев на высоте 1,3 м на 1 га по отношению к нормальной полноте) до 0,2 включитель- но. Деревья при сомкнутости крон 0,3 фактически не представляют собой леса. При такой сомкнутости они образуют редины, причём площади, занятые деревьями с сомкнутостью 0,2–0,1, считаются не покрытыми лесом. В настоящее время различают: редины хозяйственные – в тех условиях, где произрастание сомкнутого древостоя возможно; редины естественные (редколесья) – в тех условиях, где экстремальные лесорас- тительные условия не обеспечивают воз- можность произрастания сомкнутых древо- стоев. Чётких критериев отнесения редин к хо- зяйственным или естественным рединам нет. Редколесье является типом леса, характеризующимся относительной невысокой плотностью деревьев, отстоящих друг от друга на заметном удалении и не образующих сомкнутого лесного полога. Редколесья обычны у северной границы леса Евразии и Се- верной Америки, где являются составной частью лесотундры – тип биома, сочетающего участки тундры и леса, протягивается с запада на восток полосой от 30 до 400 км. В ле- сотундре широко распространена многолетняя мерзлота и связанные с ней мерзлотные формы рельефа, а также болота и озера. По водоразделам встречаются участки разрежён- ной мохово-лишайниковой тундры, которые чередуются с редколесьями из березы, ели, сосны, лиственницы, ольхи и других видов, произрастающих преимущественно по реч- ным долинам. Различают редколесья еловые (из ели обыкновенной и ситхинской), лиственничные (из лиственницы сибирской и даурской) и берёзовые (из различных видов берёзы, распро- странённых преимущественно на Кольском и Скандинавском полуостровах). В редколесьях деревья невысокие, редко достигают 6-8 м и вследствие изреженности не оказывают влияние на нижние ярусы леса, которые сходны с тундрой (лишайниковой, мохово-лишайниковой, ерниковой). Травы редколесий развиты слабо; встречаются брус- ника, голубика, черника, толокнянка, ерник. Животный мир лесотундры: волк, горностай, росомаха, заяц-беляк, полевки и др. Очень разнообразны птицы: белая куропатка, гуси, утки, кулики и др. Наиболее важными 36

в хозяйственном отношении животными являются издавна одомашненный северный олень, питающийся ягелем, и собаки породы лайка. Для охраны и изучения природных ландшафтов лесотундры созданы заповедники и национальные парки, в том числе, например, Таймырский заповедник. Оленеводство и охота – традиционные занятия коренного населения, использующего до 90% территории под оленьи пастбища. В горах редколесья размещаются на границах лесного и субальпийского поясов. Встречаются в приграничных областях пустынь и полупустынь во всех частях света, например, в Африке, Южной Америки и Австралии редкостойные, часто низкорослые ле- са, образованные сухими и колючими древесными растениями, также могут называться редколесьем. Редколесья разнообразны по составу, в зависимости от географического местораспо- ложения, высоты над уровнем моря и гидрологической ситуации могут складываться из различных пород деревьев. В северных широтах нередки еловые, лиственничные и берё- зовые редколесья, в горных районах Закавказья – миндальные и фисташковые, в Средней Азии – сформированы саксаулом, тамариксом или арчой. Ветровал. Хотя буря и сильный ветер почти синонимы, а потому вред, причиняе- мый лесу тем и другим одинаков, но в лесоводственной терминологии принято различать бурелом и ветровал. Ель, пихта, сосна и осина при произраста- нии на мокрой и болотистой почве, легко ва- лятся бурей и ветром, выворачиваются из почвы с корнями – это ветровал. Дуб, бук, ясень, клён, лиственница и сосна при произрастании на боровой почве, глубо- ко внедряясь своими корнями в почву, пред- ставляют большое противодействие буре и ветру, которые ломают у них ветви, вершину, а иногда и стволы, производя бурелом. Степень вреда, причиняемого лесу бурей и ветром, кроме древесных пород, из кото- рых состоит лес, определяется: качеством почвы – на плотных почвах чаще всего бывает бурелом, на рыхлых поч- вах – ветровал; возрастом – молодые и средневозрастные насаждения менее страдают, чем приспе- вающие и спелые; положением в лесном сообществе – деревья, выросшие в сомкнутых полных насаж- дениях и потом случайно выставленные к действию бурь и ветра, сильнее повреждаются, чем постоянно произраставшие на свободе или на опушке, с краю леса, которые обнару- живают замечательную в этом отношении устойчивость. Реальные возможные поражения леса иллюстрирует фрагмент Схемы расположения насаждений, поврежденных ветровалом, на 25 августа 2010 года. Ветровалы имеют продолжительные полосовые зоны поражения (красные и синие полосы). Ликвидация их последствий требует использования значительных ресурсов. Например, для ликвидации ветровалов в лесах Гдовского района Псковской области на площади 400 га, пострадавшего от ураганов в 2008-2009 годах, было выделено 27 миллио- нов рублей. 37

Рисунок 14 – Схема расположения насаждений, поврежденных ветровалом, выявленных по данным Landsat на 25 августа 2010 года. Данные ФГУ «Российский центр защиты леса». Массовый бурелом и ветровала наблюдается после сильных шквалистых ветров и бурь. Наиболее сильно бурями и ветром повреждаются спелые и перестойные насаждения, древесные породы с рыхлой, хрупкой древесиной и особенно деревья, пораженные гни- лью (ель, пихта, сосна, осина, берёза, лиственница, реже дуб). Для борьбы с бурелом и ветровалом рекомендуются систематические рубки ухода (вырубка нежелательных дере- вьев с целью создания благоприятных условий для более ценных деревьев), поддержание хорошего санитарного состояния древостоя, создание ветроупорных опушек. Лесосеки в лесу закладывают в виде прямоугольника длинной стороной перпендикулярно к направ- лению господствующих ветров и рубку начинают с подветренной стороны. В соответствии с Классификатором тема- тических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использова- нием материалов дистанционного зондирова- ния Земли, для решения задач выделения массивов редколесий и ветровалов наиболее пригоден спектральный диапазоны 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны). Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению – 170 м, 30 м и 1 м, что обес- печивает формирование тематических карт лесов и их санитарного состояния уровня – 1:200000, 1:50000 и 1:10000. Тематические слои – редколесья и ветровалы. Сезон съёмки – бесснежный. Для эф- фективного решения задач необходимы космические снимки и результаты их обработки за предшествующие периоды наблюдения. 38

2 Охрана и защита лесов Охрана и защита лесов осуществляются с учетом их биологических и иных особен- ностей и включают в себя комплекс организационных, правовых и других мер по рацио- нальному использованию лесного фонда и не входящих в лесной фонд лесов, сохранению лесов от уничтожения, повреждения, ослабления, загрязнения и иных негативных воздей- ствий. Обеспечивается органами государственной власти, органами местного самоуправ- ления в пределах их полномочий, определенных Лесным кодексом Российской Федерации и другими федеральными законами. Защита лесов направлена на вы- явление в лесах вредных организмов (растений, животных, болезнетвор- ных организмов, способных при определенных условиях нанести вред лесам или лесным ресурсам) и предупреждение их распростране- ния, а в случае возникновения оча- гов вредных организмов, отнесен- ных к карантинным объектам, – на их локализацию и ликвидацию. Леса подлежат охране от пожаров, от загрязнения (в том числе радиоактивными ве- ществами) и от иного негативного воздействия, а также защите от вредных организмов. В области охраны и защиты одно из центральных мест занимают задачи государственной инвентаризации леса, которая представляет собой совокупность мероприятий по проверке состояния лесов, их количественных и качественных характеристик. 2.1 Инвентаризация лесов Государственная инвентаризация лесов (ГИЛ) – совокупность мероприятий по про- верке состояния лесов, их количественных и качественных характеристик. Целями государственной инвентаризации лесов являются: своевременное выявление и прогнозирование развития процессов, оказывающих негативное воздействие на леса; оценка эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов; информационное обеспечение управления в области использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, а также в области федерального государственного лесного надзора (лесной охраны). Государственная инвентаризация лесов проводится уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в отношении лесов, расположенных на землях лесного фонда и землях иных категорий, наземными и аэрокосмическими способами. В соответствии с методическими рекомендациями по проведению государственной инвентаризации лесов определены задачи, решаемые при осуществлении следующих ме- роприятий ГИЛ: определение количественных и качественных характеристик лесов; оценка мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов, использования ле- сов наземными способами; дистанционный мониторинг использования лесов; формирование федеральных информационных ресурсов. 39

Рисунок 15 – Государственная инвентаризация лесов [2] Планирование объектов и объемов работ по государственной инвентаризации лесов осуществляется ежегодно исходя из первоочередных задач, стоящих перед лесной отрас- лью. Для обеспечения совместимости пространственных данных они должны быть пред- ставлены в государственных (местных) системах координат, установленных законода- тельством. При проведении инвентаризации должны использоваться только сертифициро- ванные или разрешенные для использования в Российской Федерации измерительные приборы и программное обеспечение. Результаты государственной инвентаризации лесов используются для проведения проверок исполнения органами государственной власти субъектов Российской Федерации переданных им полномочий, осуществляемых за счет средств федерального бюджета, предоставленных в виде субвенций. В большинстве развитых лесных стран мира под лесоустройством понимают созда- ние повыдельной (поучастковой) информации о лесах – таксация лесов и подготовка для собственников лесов оперативного лесного плана на 10 лет, который называется «Forest management planning». Ключевое слово здесь «planning» – планирование. В Советском Союзе и России до 2007 года было похожее понимание лесоустройства. Оно представляло собой жесткую, вертикально интегрированную, государственную си- стему, обеспечивающую периодическую таксацию лесов Российской Федерации, главным результатом которой являлся нормативно и технически обоснованный лесоустроительный проект (план) на объект таксации – лесхоз сроком на 10 лет. Сейчас это не так. В соответ- ствии с действующим Лесным кодексом Российской Федерации лесоустройство включает в себя шесть отдельных видов деятельности, связанных между собой только косвенно, каждый их которых может жить своей, самостоятельной жизнью. В ряде работ предлага- ется вернутся к принятой во всём мировом сообществе и традиционной для наших лесов периодичности таксации в 10 лет [3]. 40

2.1.1 Распределение лесов различного целевого назначения по преобладающим древесным породам лесных насаждений и возрасту Инвентаризация лесов представляет собой совокупность плановых регламентиро- ванных мероприятий (работ), основой которой является отрасль лесохозяйственных зна- ний – лесная таксация. Лесная таксация изучает лес как объект измере- ния для разработки методов и техники учета про- изводимой лесом древесины и не древесной про- дукции с целью удовлетворения в ней нужд хозяй- ство страны. Учет лесов, их пространственное размещение, особенности роста и свойственные им закономерности строения, выявление лесосырье- вых ресурсов, определение товарной структуры древостоев и объемов заготавливаемой лесной продукции – основные задачи, которые решает лесная таксация. В некоторых работах понятия «инвентаризация леса» и «таксация леса» рассмат- ривают как синонимы [19]. Эксплуатационные, защитные и резервные леса покрываются сетью лесничеств (ле- сопарков), которые подразделяются на участковые лесничества с определённой кварталь- ной сеткой. Таксация лесов проводится в рамках лесничеств, лесопарков, участковых лес- ничеств, лесных участков, для чего осуществляется установление границ лесотаксацион- ных выделов, определяются преобладающие и сопутствующие древесные породы, диа- метр, высота и объем древесины, лесорастительные условия, состояние естественного возобновления древесных пород и подлеска, а также других характеристик лесных ресур- сов. Лесотаксационные выделы подразделяются по происхождению, строению, составу лесных насаждений, возрасту, товарности леса и другим показателям. Состав древостоя суть перечень древесных пород с указанием доли участия каж- дой из них в запасе древостоя и формализуется для каждого яруса древостоя по соотно- шению запасов составляющих его пород и записывается в виде формулы, в которой ука- зывают сокращённое наименование каждой породы и коэффициент её состава (в целых числах), отражающий долю участия запаса этой породы в общем запасе древостоя. Сумма всех коэффициентов должна быть равна 10. На первом месте в формуле со- става древостоя указываются преобладающие или главные породы. Например, формула 7С2Е1Б характеризует смешанный древостой, в запасе которого 70% сосны, 20% ели и 10% берёзы. Сокращённые обозначения древесных пород, запас которых составляет от 2 до 5% запаса древостоя, записывают в формулу состава со знаком плюс. Так, например, при наличии в указанном древостое 2-5% осины формула древостоя будет иметь вид: 7С2Е1Б+Ос. Если в древостое какая-либо порода (например, берёза) со- ставляет менее 2%, то формула состава будет следующей: 7СЗЕед Б, т. е. берёза встреча- ется единично. В молодняках коэффициенты состава древостоя могут быть установлены не по запа- су, а по числу деревьев отдельных пород в древостое или соотношению сумм площадей их поперечных сечений на высоте 1,3 м. В разновозрастных древостоях состав устанавливают по поколениям. Если разновоз- растный древостой разделить на поколения не представляется возможным, в формуле по- сле обозначения древесных пород в скобках указывают их возраст: 6С(40)2С(80)2Е(40) или 8С(60-80)2Е(40). 41

При таксации лесов осуществляется отнесение лесных насаждений к хвойному, твердолиственному или мягколиственному хозяйствам и определение преобладающей древесной породы лесного насаждения (яруса). Лесное насаждение относится к хвойному или твердолиственному хозяйству в тех случаях, когда суммарная доля участия в его составе древесных пород соответствующей группы (хвойных или твердолиственных) составляет не менее 5 единиц. Если в лесном насаждении смешаны хвойные и твердолиственные древесные поро- ды с участием мягколиственных с долей 5 и менее единиц, хозяйство определяется по преобладанию хвойных или твердолиственных пород. Если доли хвойных и твердолист- венных пород равны, хозяйство определяется по большей хозяйственной ценности или лучшему соответствию древесных пород типу лесорастительных условий. Мягколиственное хозяйство определяется при наличии в составе мягколиственных пород 6 и более единиц. Данное условие не соблюдается при отнесении лесотаксационно- го выдела к твердолиственному хозяйству в тех случаях, когда в составе древостоя преоб- ладают низкотоварные дуб порослевого происхождения, ильмовые, все виды клена (за ис- ключением клена остролистного и явора) и ясень зеленый. Преобладающей древесной породой в лесном насаждении признается та, которая имеет наибольший коэффициент состава в группе древесных пород хозяйства, к которому отнесено лесное насаждение. При равенстве долей участия в составе двух или трех дре- весных пород, относящихся к одному хозяйству, преобладающей считается та из них, ко- торая более соответствует целевому назначению лесов или типу лесорастительных усло- вий. Если в состав смешанного лесного насаждения входит только одна древесная порода из группы хвойных или твердолиственных, то она считается преобладающей, если доля её участия составляет не менее 5 единиц. В тех случаях, когда доля участия отдельных дре- весных пород в составе лесного насаждения не превышает 2 единиц, преобладающей при- знается древесная порода, имеющая в данном типе лесорастительных условий (типе леса) наибольшую хозяйственную ценность. При таксации лесов в ареале естественного произрастания кедра сибирского и ко- рейского, дуба семенного происхождения (в дубравных и судубравных типах леса) во всех группах возраста указанные древесные породы считаются преобладающими в составе лесных насаждений при доле их участия в составе древостоев 3 единицы и более. По возрасту лесные насаждения разделяются, если они относятся к различным группам возраста, а в пределах одной группы возраста – при различии их средних возрас- тов на величину, превышающую продолжительность класса возраста (в перестойных лес- ных насаждениях – продолжительность двух классов возраста). За возраст лесного насаждения принимается средний возраст его основного элемента леса, а для лесных культур – фактический возраст, определяемый по году их создания (по- садки или посева). Смежные участки лесных культур в возрасте старше 20 лет с одинако- выми типами лесорастительных условий, возрасты которых находятся в пределах одного десятилетия (21-30, 31-40 и так далее) объединяются. Средний возраст определяется для каждой составляющей древесной породы, если разница в возрасте между составляющей и преобладающей древесными породами состав- ляет 15 лет и более для средневозрастных, приспевающих, спелых и перестойных лесных насаждений и 10 лет и более – для молодняков. При одновозрастности нескольких состав- ляющих древесных пород или всего лесного насаждения средний возраст определяется и записывается по группам одновозрастных древесных пород или по лесному насаждению в целом. В разновозрастных лесных насаждениях, в которых поколения выделять нецелесо- образно, средний возраст устанавливается по возрасту преобладающего числа деревьев. Способы таксации лесов. Таксация лесов осуществляется способами, обеспечиваю- щими установленную нормативную точность определения таксационных показателей лесных насаждений. 42

Основными способами таксации леса являются: глазомерный, глазомерно- измерительный, дешифровочный и актуализации. Глазомерный способ заключается в определении таксационных показателей лесов глазомерно (визуально) с использованием элементов измерительной таксации в целях корректировки отдельных показателей. Таксация осуществляется с просек, визиров и дру- гих таксационных ходовых линий (дорог, трасс линий электропередачи, трасс трубопро- водов и так далее), которые пересекают лесотаксационные выделы и к которым они при- мыкают. Общая таксационная характеристика лесотаксационного выдела составляется по- сле завершения его полного осмотра с учетом анализа изображения на аэроснимке (кос- мическом снимке). Таксационная характеристика лесотаксационного выдела дается на ос- нове средних таксационных показателей, вычисленных исходя из данных, полученных на всех пунктах таксации выдела. Глазомерно-измерительный способ таксации лесов основан на сочетании глазомер- ной таксации с выборочной измерительной и перечислительной таксацией, данные кото- рой являются основой для составления таксационной характеристики лесотаксационного выдела. При таксации леса в зависимости от просматриваемости насаждения (наличие или отсутствие подроста и (или) подлеска, ограничивающего зону видимости) закладываются реласкопические площадки или круговые перечётные площадки постоянного радиуса в количестве, соответствующем нормативам. На реласкопических площадках определение сумм площадей сечения стволов дере- вьев производится измерительным прибором для каждого яруса отдельно. Учет деревьев полнотомером производится по составляющим древесным породам. Для определения средней высоты основного элемента леса (древесной породы, возрастного поколения, яру- са древостоя) и наиболее представленных составляющих древесных пород на лесотакса- ционном выделе производят инструментальные измерения высот у 3-5 деревьев, близких к средним. При необходимости уточнения возраста у этих же деревьев возрастным бура- вом отбираются керны древесины. Перечет деревьев на площадках ведется по элементам леса. Данные перечетов деревьев на круговых площадках, заложенных в лесотаксацион- ном выделе, суммируют и по ним вычисляют средние таксационные показатели. Дешифровочный способ таксации лесов основан на аналитико-измерительном де- шифрировании качественных характеристик лесных насаждений по их изображению на аэроснимках и снимках из космоса, к которым в зависимости от таксационного разряда предъявляются требования. Предельно допустимое минимальное разрешение на местности материалов аэрокос- мических съёмок и масштаб используемых при полевых и камеральных работах контакт- ных или увеличенных снимков (изображений) приведены в таблице. Таблица 4 – Параметры материалов аэрокосмической съёмки Способы Таксационный разряд таксации лесов I II III Глазомерный, Аэроснимки – 0,5-1 м Аэроснимки – 1-1,5 м глазомерно- 1:10000±20% 1:15000±20% измерительный Аэроснимки – 0,5-1 м Аэроснимки – 1,5-2 м Космические Актуализации, Космические снимки Космические снимки снимки – 5-10 м дешифровочный – 1-3 м – 3-5 м 1:40000±20% 1:10000±20% 1:25000±20% 43

При дешифрировании аэроснимков или космических снимков должны быть опреде- лены с заданной нормативной точностью: контуры лесотаксационных выделов, породный состав лесных насаждений, класс возраста, средние высота и диаметр древостоя, группа типов леса, класс бонитета, полнота и запас древесины лесных насаждений, категории и состояние не покрытых лесной растительностью земель, лесных и нелесных площадей. Полученные характеристики сопоставляются с материалами предыдущего лесо- устройства с тем, чтобы не допустить необоснованных изменений контуров таксационных выделов, проанализировать преемственность ранее установленных таксационных харак- теристик таксационных выделов, причины выявленных расхождений. Дешифрирование аэроснимков или космических снимков, получаемых в цифровом виде или преобразованных в цифровой вид, производится с использованием специализи- рованных программ и автоматизированных (интерактивных) методов и ГИС-технологий. Данные технологии должны обеспечивать выполнение традиционного аналитико- измерительного дешифрирования в интерактивном режиме и автоматизированную клас- сификацию изображений, совместную обработку разновремённых снимков и карт, выяв- ление по ним изменений, произошедших в результате рубок, пожаров и других природных и антропогенных воздействий, приведших к трансформации покрытых лесной раститель- ностью земель в не покрытые лесом и нелесные земли. Таксация лесов способом актуализации основана на использовании материалов предыдущего лесоустройства. Актуализация таксационных показателей производится пу- тем внесения изменений, отражающих естественный рост лесных насаждений, а также изменений, произошедших в результате хозяйственной деятельности и стихийных факто- ров. Для актуализации таксационных описаний предыдущего лесоустройства составля- ются или подбираются из имеющихся (без корректировки или с последующей корректи- ровкой) экстраполяционно-прогнозные модели актуализации. Собираются данные о со- ставе изменений, произошедших в лесах со времени последнего лесоустройства или по- следней актуализации. По моделям актуализации проводится актуализация таксационных характеристик лесотаксационных выделов, не пройденных хозяйственными и стихийными воздействиями и относящихся к покрытым и не покрытым лесной растительностью зем- лям. По данным о составе изменений, произошедших в лесах, производится отбор лесо- таксационных выделов, пройденных хозяйственными и стихийными воздействиями, и ак- туализация их таксационных характеристик путем натурной и (или) дешифровочной так- сации по аэроснимкам (космическим снимкам). С помощью моделей актуализируются средние высоты, средние диаметры ствола деревьев и средние возрасты составляющих древесных пород. На основании полученных данных также актуализируются: средняя высота яруса древостоя, класс возраста и группа возраста преобладающей древесной породы, средний запас древесины лесного насажде- ния на 1 гектар, общий запас древесины лесного насаждения и запасы древесины состав- ляющих древесных пород на лесотаксационном выделе. Проверка актуализированных показателей производится путем осуществления логи- ческого и (или) натурного контроля. Логический контроль производится путем анализа актуализированных таксацион- ных описаний, при котором проверяется полнота и правильность описания таксационных характеристик лесотаксационных выделов, соответствие значений актуализированных таксационных показателей лесных насаждений друг другу. Натурный контроль производится путем глазомерно-измерительной таксации 20-30 лесотаксационных выделов каждой из основных лесообразующих древесных пород, отби- раемых из актуализированных таксационных описаний методами случайной или система- тической выборки, и сравнения полученных результатов с данными актуализации. 44

Россия обладает огромной территорией – 17 098 246 км2, на 2012 год население – 143,2 млн. человек, средняя плотность населения – 8,4 чел/ км2. При этом плотность насе- ления на территории России неравномерная. Самая низкая в Эвенкийском районе Красно- ярского края – 0,02 чел/ км2, Чукотском автономном округе – 0,07 чел/ км2, самая высокая в Московской области, включая Москву – 398 чел/ км2. Россия заселена на 45%. Рисунок 16 – Плотность населения России, 2012 год Нижняя граница с плотностью населения не более 2-5 чел/ км2 проходит по подзоне северной тайги для европейской части России и по подзоне средней тайги – для азиатской части России по территории максимальной лесистостью 80,1-95%. На данной мало засе- лённой области находятся основные массивы старовозрастных и практически все резерв- ные леса России. Территория с низкой плотностью населения характеризуется экстенсивным ведени- ем лесного хозяйства и сложностью создания традиционной структуры лесоустройства. При этом имеет место повышение интенсивности освоения на данной территории России природных месторождений (прежде всего газа и нефти), развитие магистральных транс- портных коммуникаций и прочее, что требует поиска новых походов и методов к прове- дению государственной инвентаризации лесов (таксации лесов). Одним из наиболее интересных подходов комплексного решения данной сложной задачи является разделение леса на две группы по площадям [1]: зона таксации лесов – леса с интенсивным ведением лесного хозяйства, 350 млн. га; труднодоступная территория – леса с экстенсивным ведением лесного хозяйства, 850 млн. га. На рисунке представлена условная граница между труднодоступной территорией и зоной таксации лесов, которая близка к нижней границе с плотностью населения не более 2-5 чел/ км2 и проходит по подзонам северной и средней тайги. Предлагается в лесах с экстенсивным ведением лесного хозяйства (в труднодоступ- ных районах) государственную инвентаризацию лесов, в части «определения количе- ственных и качественных характеристик лесов», выполнять фотостатистическим методом. Для этого основным источником информации являются аэрокосмические дистанционные измерения, базы данных о состоянии лесных массивов, позволяющие проводить ретро- спективный прогноз, сеть валидационных полигонов и аналитические моделирующие си- стемы, что составляет основу комплекса инвентаризации лесов труднодоступныъ терри- торий России. 45

Рисунок 17 – Условная граница между труднодоступной территорией и зоной таксации лесов Для зоны таксации лесов, в которой интенсивно ведётся лесное хозяйство и исполь- зование лесов, относительно развита лесная инфраструктура, государство обеспечивает периодическую таксацию лесов, предлагается использовать традиционные методические подходы. При этом использование материалов аэрокосмических дистанционных измере- ний осуществляется в соответствии с существующими и разрабатываемыми методиками инвентаризации (таксации) лесов. Применение методического подхода обеспечивает поддержание таксационной ин- формации о лесах в актуальном состоянии на протяжении всего ревизионного периода (предлагается 10 лет), рассматривается в одном пакете с развитием других видов лесо- учётных работ и самого трудоемкого раздела – ведение государственного лесного реестра. В соответствии с Классификатором тематических за- дач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционно- го зондирования Земли, при решении задач инвентари- зации, в части распределения лесов различного целевого назначения по преобладающим породам лесных насаж- дений и возрасту, рассматриваются слои участков за- щитных, эксплуатационных, резервных лесов, классы лесов по породному составу, возрастным группам лесов. Считается наиболее пригодными спектральные диапа- зоны 0,4-1,1 мкм (видимый и ближний ИК диапазоны) и 3,5-7 см. Требуемые характеристики материалов ДЗЗ по разрешению – 30 м и 15 м, что обеспечивает формиро- вание тематических карт лесов уровня – 1:200000 и 1:50000. Сезон съёмки – бесснежный. 46

2.1.2 Выявление изменений состояния лесов, происходящих в результате негативных воздействий, а также причин, приведших к такому изменению Задачи выявления изменений состояния лесов, происходящих в результате негатив- ных воздействий (вредные организмы, лесные пожары, ветровалы, незаконное использо- вания лесов и т.д.), а также приведших к такому изменению причин, решаются в интере- сах охраны, защиты, рационального использования и воспроизводства лесов в плановом и оперативном режимах в рамках лесного законодательства России. По целевому назначе- нию задачи объединяются в группы охраны и защиты леса. Охрана леса – система мер, направленная на организацию борьбы с нарушениями правил пожарной безопасности в лесах, самовольными порубками леса, уничтожением лесных деревьев при строительстве и разведке полезных ископаемых, прокладке газовых и нефтяных трубопроводов, загрязнением и истощением леса. Защита леса – система мер по борьбе с болезнями лесных деревьев и вредителями лесных культур. Выявления изменений состояния лесов обеспечивается проведением комплекса ор- ганизационных и технических мероприятий, среди которых находятся лесопатологиче- ский мониторинг и лесопатологическое обследование. Лесопатологический мониторинг – система наблюдений за состоянием лесов, нару- шением их устойчивости, повреждением (поражением) вредителями, болезнями и други- ми природными и антропогенными факторами среды и за динамикой этих процессов, обеспечивающая раннее выявление неблагополучного состояния насаждений, оценку и прогноз развития экологически неблагополучного состояния насаждений, оценку и про- гноз развития экологически неблагополучных ситуаций для своевременного принятия ре- шений по планированию и осуществлению эффективных природоохранных и лесозащит- ных мероприятий. Лесопатологическое обследование – комплекс мероприятий оценки лесопатологиче- ского и санитарного состояния насаждений, выявления очагов вредителей и болезней, учета численности (плотности), структуры и жизнеспособности популяций вредителей, установления характера распространения и степени развития болезней леса с целью полу- чения информации для прогноза развития очагов, определения угрозы повреждения насаждений и принятия решения о целесообразности осуществления лесозащитных меро- приятий. 2.1.2.1 Лесной пожар Лесной пожар является главнейшим врагом леса. Огонь беспощадно сметает всё на своем пути, оставляя после себя только выжженную землю и тлеющие головешки. Лесная пирология – наука о природе лесных по- жаров и вызываемых ими многообразных измене- ниях в лесу; о методах профилактики и борьбы с лесными пожарами, а также отрицательными по- следствиями лесных пожаров; о путях использова- ния управляемого огня в лесном хозяйстве. Ежегодно в нашей стране возникает более 20 тысяч лесных пожаров на площади около 920 тысяч га [10]. В отдельные годы эти площади возрастают в несколько раз, что являет- ся следствием неблагоприятных погодных условий – раннего тепла и схода снежного по- крова, летней засухи, теплой и сухой осени. 47

Удаленность и труднодоступность лесов, отсутствие разветвленной дорожной сети, недостаток сил и средств лесоохраны, частое нарушение правил пожарной безопасности в лесу делают ущерб, причиняемый пожарами, еще более ощутимым. В настоящее время около 16,4% лесных площадей контролируется силами наземной лесной охраны, 10,4% – авиапатрулированием и 47,3% является объектом авиалесоохраны. Четверть площади ле- сов остаётся без охраны (данные леса относятся к категории резервных). Лесной пожар – стихийное, неуправляемое человеком распространение огня по лес- ной территории. Большинство пожаров возникает в густонаселенных районах с развитой промыш- ленностью и активным посещением лесов населением, однако наиболее крупные пожары более характерны для удаленных малонаселенных районов, где зачастую не удается при- нять своевременных мер для борьбы с начавшимся пожаром. В таких лесах меньше веро- ятность возникновения пожаров по вине человека: в малонаселенных таежных районах до 30-50% возгораний связывают с грозовыми разрядами. Нередко отмечаются случаи само- возгорания торфяных залежей и угленосных пластов, выходящих наружу. Огонь стихиен, но его возникновение возможно лишь при сочетании определенных условий, которыми являются: наличие горючих материалов; условия (преимущественно климатические и гидрологические), способствующие возгоранию горючих веществ; источник возгорания. Комплекс данных условий называется триадой возгорания. При отсутствии одного из условий пожар становится невозможным. Пожароопасность в лесу возрастает по мере накопления отмирающего органического вещества (древесный, хвойный и листовой от- пад, увеличение толщины лесной подстилки, её оторфованность), при засухе – понижение уровня грунтовых вод. Своевременная уборка захламленности, регулирование состава и структуры насаждений, специальные противопожарные и лесозащитные мероприятия снижают опасность возникновения и распространения пожаров. Характер распространения лесных пожаров, их динамика, пространственные и вре- менные параметры во многом обусловлены географическими особенностями местности. Географическая изменчивость характеристик лесных пожаров обусловлена: сезонностью климата – сезонность лесных пожаров; типом растительности и лесорастительных условий – различия в горимости лесов; послепожарными изменениями – пирогенные сукцессии. При всей своей разрушительной силе лесной пожар в то же время оказывается лесо- образующим фактором. На площадях, пройденных пожаром, развивается комплекс пирогенной растительно- сти, происходит смена пород, в лесном фонде увеличивают свое присутствие пирогенные породы – сосна, лиственница, береза. Результатом регулярных лесных пожаров оказыва- ется вытеснение теневыносливых пород светолюбивыми. Формируются растительные комплексы, более устойчивые к воздействию огня. Таким образом, происходит опреде- ленная стабилизация структуры лесного фонда, отмечаемая в пределах конкретного лес- ного массива или ландшафтного комплекса. Периодичность (повторяемость) пожаров во многом обусловлена не только клима- тическими условиями, но и характером ландшафта, почвенно-гидрологическими условия- ми, типом растительности, деятельностью человека. Пожароопасный сезон в нашей стране устанавливается с начала схода снежного по- крова. Выделяются пожароопасные и не пожароопасные периоды. В лесной зоне пожаро- опасный сезон длится обычно с апреля по октябрь. Длительность пожароопасного сезона зависит от широты местности и особенностей климата: на севере его продолжительность меньше – около 80 дней, на юге больше – до 185 дней. 48

В зависимости от продолжительности пожароопасного сезона и особенностей кли- мата выделяют четыре пожароопасных пояса: I пояс (юг лесная зона) – пожароопасный период начинается в середине апреля; II пояс (центральная часть лесной зоны) – начало мая; III пояс (север лесная зона) – середина мая; IV пояс (лесотундра) – начало июня. Помимо сезонной выделяют также суточную периодичность лесных пожаров. Чаще всего пожары возникают во второй половине дня, когда воздух максимально прогрет и его влажность минимальна. Активное подсушивание лесной подстилки, сухой травы и мха делают их воспламенение наиболее вероятным именно в это время. В утренние и вечерние часы вероятность возникновения пожара в лесу намного меньше. Скорость распространения огня обусловлена рядом факторов: климатическими, эда- фическими (почвенно-грунтовые условия произрастания растений) и фитоценотическими (растительное сообщество, существующее в пределах одного биотипа). Солнечная радиация, прогревая окружающую среду, усиливает испарение влаги и подсушивает аккумулированный в лесу горючий материал – лесную подстилку, валеж, сухую траву и мхи. Усиленная транспирация влаги растениями, особенно древостоем, ускоряет этот процесс. При достижении определенной влажности органического вещества (горючего материала) опасность его воспламенения резко возрастает. Для разных органи- ческих веществ такая относительная влажность варьирует в пределах 25-50%. С уменьшением влажности горючего материала возрастает не только опасность его воспламенения, но и скорость горения. Чем суше горючий материал, тем быстрее распро- страняется огонь. Весьма заметную роль в развитии лесных пожаров играет ветер. С усилением ветра скорость распространения огня по кромке увеличивается очень интенсивно: даже неболь- шой ветер порядка 1 м/с увеличивает скорость распространения огня почти в 3 раза (по сравнению с безветрием), при ветре 2 м/с его скорость возрастает в 5 раз. Выпадающие осадки снижают пожарную опасность, а при обильном выпадении до- ждей она ликвидируется полностью. Скорость распространения огня в лесу пропорционально связана с количеством (за- пасом) горючего материала на участке. Чем толще слой неразложившейся подстилки, чем больше валежа и сухостоя (выше захламленность), тем быстрее распространяется огонь. Вместе с тем, интенсивность огня во многом зависит от вида и характеристик горящего органического вещества. Лесные горючие материалы разделяют на шесть групп: I – мхи и лишайники с мелким опадом; II – травы и кустарнички; III – подрост и подлесок; IV – лесная подстилка и торф; V – валежник и гнилые пни, включая толстые корни (древесный детрит); VI – хвоя, ветви, сухие сучья в кронах деревьев. По интенсивности горения данные материалы подразделяются на 3 категории: проводники горения (мхи, лишайники, лесная подстилка, торф, валеж, пни); поддерживающие горение (травы, кустарнички, самосев и подрост древесных пород, отдельные виды мхов – мхи-гигрофиты при пониженной влажности); задерживающие горение (травы – представители широкотравья, кустарники, мхи- гигрофиты при повышенной влажности). 49

По основным характеристикам горения лесных материалов выделяют: низовые пожары – горят подстилка и нижние яруса растительности (высота пламени достигает 2,5 м, скорость распространения огня – 3-5 км/час.); верховые пожары – огнем охвачены стволы и кроны деревьев (скорость распростра- нения огня достигает 30 км/час); подземные пожары (торфяные или почвенные) – огонь распространяется в слое ор- ганического почвенного вещества, повреждая корни деревьев и нижние (комлевые) части стволов (скорость распространения невысокая, обычно не превышающая несколько десят- ков метров в сутки). Низовые пожары подразделяются на беглые и устойчивые разной интенсивности. Беглые пожары более характерны для весен- них пожаров. При этих пожарах выжигается прошлогодняя сухая трава, огонь не заглубляет- ся во влажный слой невысохшей подстилки. Ин- тенсивность горения обычно невысокая, древо- стой повреждается незначительно. Эти пожары могут быть остановлены и потушены относи- тельно небольшими силами и средствами. При устойчивых низовых пожарах горят подстилка, напочвенная растительность, валеж. Сильно повреждается подрост, в меньшей мере – подлесок. Древостой повреждает- ся сильнее, чем при беглых низовых пожарах, и степень повреждения зависит от интен- сивности горения. Захламленность насаждений заметно повышает пожарную опасность и делает туше- ние этих пожаров трудоемким делом. Низовые пожары могут быть слабой, средней и сильной интенсивности. При пожарах слабой интенсивности высота пламени обычно не превышает 0,5 м, при пожарах средней интенсивности – достигает 1-1,5 м, при большем пламени – пожар становится сильным. При слабых пожарах скорость распространения огня обычно не превышает 1м/мин., при пожарах средней интенсивности – 1-3 м/мин., при сильных пожарах – более 3 м/мин.+ Верховые пожары разделяют на ураганные (иногда, по аналогии с низовыми, их квалифи- цируют как беглые) и повальные (устойчивые). Развиваются из интенсивных низовых в слож- ных по структуре насаждениях, когда огонь пе- ребрасывается из нижних ярусов растительности в кроны деревьев. Эти пожары характерны для ветреной погоды. Слабым считается верховой пожар, распространяющийся со скоростью до 3 м/мин., средним – от 3 до 100 м/мин. и сильным – при скорости огня более 100 м/мин. Верховые пожары более редки, чем низовые, но более опасны и приносят больший ущерб лесному хозяйству. Тушение верховых пожаров весьма трудоемко, требует боль- ших затрат и высокой квалификации лесных пожарных. 50

Подземные пожары не столь интенсивны, как верховые и низовые. В отличие от низовых и верховых пожаров, характерно беспламенное горение с активным прогоранием слоя торфа до минерального горизонта или уровня стояния грунтовых вод. Распространяются на меньших площадях, но наносят серьезные повреждения лесоболотным комплексам и очень трудно лик- видируются. Зачастую удается лишь локализо- вать очаг возгорания, торф же перестает гореть только после наступления осеннего ненастья. На глубоких торфах огонь выжигает малозаметные с поверхности почвы полости, представляющие большую опасность для пожарных. Слабым считается подземный пожар при глубине прогорания торфа до 25 см, средним – 25-50 см, сильным – более 50 см. Потенциально пожароопасной может считаться большая часть лесной площади, но опасность возникновения и развития пожара в насаждениях разного возраста, состава, структуры, типа леса неодинакова. В настоящее время по природным условиям принято делить лесной фонд на 5 клас- сов пожарной опасности: I класс (горимость очень высокая) – сухие боры: сосняки лишайниковые и вереско- вые на песчаных почвах и возвышенных формах рельефа, вырубки на участках сосняков; II класс (горимость высокая) – сосняки и ельники брусничные и кисличные на све- жих, преимущественно супесчаных почвах в условиях относительно возвышенного ров- ного рельефа; III класс (горимость средняя) – сосняки и ельники черничные на влажных почвах на ровных относительно пониженных участках; IV класс (горимость ниже среднего) – сосняки и ельники долгомошные на сырых почвах; березняки и осинники кисличные и черничные; V класс (горимость низкая) – хвойные и лиственные насаждения на заболоченных площадях; верховые и переходные болота. Используя классификацию, составля- ют лесопожарные карты и карты горимо- сти лесов конкретных лесхозов. При этом каждому лесотаксационному выде- лу в пределах квартала присваивается определенный класс пожарной опасно- сти, затем выделы со сходным классом объединяются в лесопожарные выделы. Последние, в свою очередь, являются объектом проектирования противопо- жарных мероприятий в лесном фонде. В соответствии ГОСТ Р 22.1.09–99 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мони- торинг и прогнозирование лесных пожаров» (со ссылкой на ГОСТ Р 22.1.04-96 «Монито- ринг аэрокосмический») контролируемыми параметрами являются: координаты зоны, размер дымового шлейфа, площадь огневой зоны, температура, площадь гарей; направле- ние и скорость распространения зоны горения; параметры предпожарной обстановки (температура и влажность). Параметры контролируются в видимом и инфракрасном, де- циметровом и миллиметровом диапазонах. Техническое оснащение самолетов, вертолетов и малой авиации при авиационном патрулировании должно обеспечивать определение места пожара с точностью не менее 100 м на карте масштаба 1:100 000. Размер площади лесного фонда, пройденной лесным 51

пожаром, определяется при инструментальной съемке с точностью до 0,1 га, при аэрови- зуальной съемке – с точностью до 1 га. Современные космические системы также обеспе- чивают данные требования по точности мониторинга лесных пожаров. 2.1.2.2 Вредители леса. Насекомые Вредители леса, животные, повреждающие лесные древесные и кустарниковые породы. Подавляющее большинство вредителей леса относится к классу насе- комых, в меньшей степени вредят некоторые виды кле- щей и позвоночных животных, особенно грызунов (мы- шевидные грызуны) и зайцеобразных (зайцы). На земном шаре насчитывается около 1 млн. видов насекомых и только редкие виды способны наносить ущерб своей среде обитания лесу. Насекомые составляют один из классов типа членистоногих животных. К данному типу относятся также ракообразные, многоножки и паукообразные. Насекомые отличают- ся от других членистоногих животных разделением тела на три отдела – голову, грудь и брюшко, наличием одной пары усиков, трех пар ног и в большинстве случаев одной или двух пар крыльев. Насекомые раздельнополы. У многих из них развит половой диморфизм, и самцы внешне отличаются от самок по величине тела, усикам, окраске и др. Однако очень часто оба пола внешне неотличимы. Существует два способа полового размножения – обоепо- лый, когда при спаривании яйца самки оплодотворяются сперматозоидами самца, и дев- ственный, когда яйца развиваются без оплодотворения (партеногенез). Девственное раз- множение представляет собой очень выгодное для насекомых приспособление, позволя- ющее им быстро увеличивать численность и расселяться по территории. Оно наблюдается у тлей и некоторых других насекомых. Развитие зародыша в яйце продолжается от нескольких дней до месяца и более, а постэмбриональное развитие – от нескольких дней до нескольких лет. В этот период насе- комые растут и претерпевают ряд изменений, получивших название метаморфоза или превращения. Превращение бывает неполным и полным. Насекомые с неполным превращением проходят три фазы развития: яйцо, личинка, взрослое насекомое (имаго). Личинки в этом случае похожи на взрослых насекомых, но отличаются от них меньшим размером тела, недоразвитыми крыльями и некоторыми дру- гими мелкими особенностями. К таким насекомым относятся кузнечики, саранча, медвед- ка, тли и некоторые другие. Насекомые с полным превращением проходят четыре фазы: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое. По внешнему виду их личинки резко отличаются от взрослой фазы. Примером являются червеобразные личинки жуков и личинки (гусеницы) бабочек, име- ющие ноги и ротовые органы иного типа, чем взрослые насекомые. К насекомым с пол- ным превращением также относятся пилильщики, пчелы и осы, рогохвосты, мухи и мно- гие другие отряды насекомых. По характеру питания насекомых делят на ряд экологических групп: питающихся только тканями живого растения – фитофаги; питающихся древесиной – ксилофаги; питающихся только животной пищей – зоофаги; питающихся другими насекомыми – энтомофаги; питающихся гифами грибов – мицетофаги; питающихся разлагающимися растительными веществами – сапрофаги; питающихся трупами животных – некрофаги. 52

Наиболее опасны для леса фитофаги, наносящие большой вред растениям. Насекомые в фазе личинки усиленно питаются и растут. Рост личинки сопровожда- ется линьками. Взрослые насекомые уже не растут и не совершают линек, их основной функцией является размножение. У большинства видов насекомых после превращения в фазу имаго половые продукты бывают еще не сформиро- вавшимися. Имаго (от лат. imago – образ) – взрослая (дефинитивная) стадия индивидуального развития насекомых и некоторых других членистоногих животных со сложным жизненным циклом. На этой стадии животные становятся способными к размножению (за исключением случаев неотения) и часто – к расселению. Имаго не линяют и не растут. Неотения (др. греч. νέος – юный, τείνειν – растягиваю) – явление, наблюдаемое у не- которых членистоногих, червей, земноводных, а также у многих растений, при котором достижение половой зрелости и окончание остогенеза происходит на ранних стадиях раз- вития, например, на личиночной стадии. Для их полной зрелости необходимо питание, получившее название дополнительно- го питания. Взрослые насекомые обычно живут недолго – от нескольких дней до 1-2 ме- сяцев. Только некоторые виды жуков (зеленый красотел, сосновый слоник, чернотелки и др.) живут более 1 года, иногда даже 3-4 года. Период развития насекомого от яйца до половозрелого состояния называется жиз- ненным циклом или генерацией (поколением). У одних в течение года бывает одно поко- ление, у других два или больше. Так, у тлей в году бывает до 15 поколений, непарный шелкопряд всегда развивается в одном поколении, древесница въедливая имеет двух-, большой дубовый усач трех-, а майский хрущ четырех-годовую генерацию. Выделяют несколько групп вредителей леса: вредители корней, вредители надзем- ных частей лесных культур и естественных молодняков, вредители хвои и листьев насаж- дений старших возрастных групп, стволовые вредители, вредители шишек, плодов и се- мян. Одни из них повреждают преимущественно растущие здоровые деревья, другие – только ослабленные, больные и мертвые деревья, заготовленную древесину. Насекомые, питающиеся древесными и кустарниковыми породами, являются со- ставной частью лесных биоценозов и, занимая определенные экологические ниши, явля- ются важными звеньями пищевых цепей экосистем. Однако при определенных условиях, возникающих в результате изменения климатических, гидрологических и иных факторов, в том числе в хозяйственной деятельности человека, некоторые виды насекомых способны увеличить численность популяций в тысячи раз и нарушить гомеостаз и даже вызвать сукцессионные процессы. Гомеоста (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος – одинаковый, подобный и τάσις – стоя- ние, неподвижность) – саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоян- ство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направлен- ных на поддержание динамического равновесия. Сукцессия (от лат. succesio – преемственность, наследование) – последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообще- ства и т.д.) другим на определённом участке среды во времени. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды, то есть при нарушении устойчивости лесных фитоценозов насекомые из нейтрального или полезного компонента превращаются в фак- тор отрицательного воздействия на лес, вызывая массовое усыхание деревьев. Рассмотрим главнейшие из них [19]. 53

Вредители корней. В эту группу входят насекомые, обитающие в почве и питающие- ся корнями растений постоянно или на личиночной стадии развития. Наибольший вред они наносят всходам сеянцев и саженцам в питомниках, культурам и молоднякам. Скры- тый образ жизни затрудняет их обнаружение и защиту растений. Медведка обыкновенная. Повреждает корни растений в пи- томниках и молодых посадках. На поверхности почвы взрос- лое насекомое появляется в мае - июне. Плодовитость самки в среднем до 300 шт. Фаза яйца продолжается 10-20 суток. Ли- чинки сначала живут вместе, затем расползаются для питания корнями растений, а при неблагоприятных условиях собира- ются вместе в гнезде. В августе они превращаются в имаго. Зимуют в почве, собираясь в гнездо. Генерация 1-летняя, на севере ареала – 2-летняя. Восточный майский хрущ (майский жук). На юге ареала лёт начинается в конце апреля, на севере – в мае - июне. Лёт совпадает с началом распускания листьев на березе. Жуки проходят дополнительное питание листьями березы, дуба, осины, иногда хвоей лиственницы и других пород. Самки от- кладывают яйца в почву кучками по 25-30 шт. Плодовитость самки до 70 яиц. Фаза яйца длится 1-1,5 месяца. Осенью ли- чинки уходят в почву на глубину 80-120 см., где зимуют. Весной личинки поднимаются в верхние слои почвы, линяют и приступают к пита- нию корнями лиственных пород и корой корней хвойных растений. Осенью опять спус- каются на зимовку. Генерация 4-летняя на юге и 5-летняя на севере ареала. Вредители надземных частей лесных культур и естественных молодняков. К дан- ной группе относят хвое- и листогрызущих, сосущих насекомых, галлообразователей, не- которых стволовых насекомых, предпочитающих растения младших возрастов, объедаю- щих хвою и листву. Сосновый подкорный клоп. Повреждает преимущественно сосну обыкновенную. Любит свет и тепло. Весной, еще до полного схода снежного покрова, взрослые клопы вползают на стволы и ветви деревьев и приступают к питанию соком луба, камбия и поверхностных слоев древесины, находясь, все время под чешуйками коры. Самка откладывает яйца на внут- ренней поверхности чешуек коры. Плодовитость самки 16-28 яиц. Фаза яйца длится 27-30 суток. Личинки появляются в конце мая – начале июня и приступают к питанию соком рас- тений до ноября. Личинки уходят на зимовку в трещины коры в нижней части ствола кор- мового дерева. На следующий год в конце июня - начале июля они превращаются во взрослых насекомых, которые продолжаются питаться до поздней осени. Зимуют в под- стилке. Генерация 2-летняя. Длиннокрылые самки, способные перелетать на другие участки, появляются в годы, когда создаются наиболее благоприятные условия для разви- тия популяции. 54

Большой сосновый слоник (или долгоносик). Повреждает молодые деревья сосны, ели, реже лиственницы. Лёт в апре- ле-мае. Жуки приступают к дополнительному питанию на де- ревьях возраста 3-14 лет, выгрызая в коре глубокие ямки, ко- торые заполняются смолой. Повреждают также почки и май- ские побеги. В конце мая самки откладывают яйца в область корневой шейки, в корневые лапы и надземную часть свежих пней на вырубках 1-6 летней давности, иногда в корни ослаб- ленных деревьев. Плодовитость самки около 100 яиц. Фаза развития яйца 2-3 недели. Личинки грызут под корой глубокие ходы сверху вниз. Здесь они зимуют и весной продолжают питаться. В середине лета окукливаются. Фаза куколки 2-3 недели. Отрождение жуков происходит с июля по август. Молодые жуки неполовозрелы и до ухода на зимовку кормятся на культу- рах и в естественных молодняках. Генерация 2-летняя. Летний побеговьюн. Повреждает майские побеги сосны в 3-6 летних культурах. Лёт в апреле-мае. Самки откладывают яйца на прошлогоднюю хвою вершинных, реже – боковых побегов. Фаза яйца длится 15-20 суток. Гусеницы переполза- ют на майские побеги, сначала выгрызают на их поверхности маленькие ямки и желобки, а затем вгрызаются внутрь побе- гов. Побег искривляется и усыхает, а гусеницы переползают на другие побеги. В июле они окукливаются в трещинах коры или в почве у корневой шейки дерева. Куколки зимуют. Ге- нерация 1-летняя. Зеленый хермес. Лёт крылатых самок-расселительниц в ав- густе. Они перелетают с ели на лиственницу и здесь откла- дывают яйца. Отродившиеся личинки зимуют в трещинах коры. Весной они питаются соком хвои и превращаются в бескрылых самок, которые откладывают яйца. Из яиц разви- ваются крылатые самки, перелетающие в июне на ель, где откладывают яйца, из которых развиваются бескрылые самки и самцы. Плодовитость самки – одно яйцо. Появившиеся ли- чинки зимуют, а в мае превращаются в бескрылых самок- основательниц. Самки-основательницы сосут хвоинки на побегах текущего года. Основания хвоинок вздуваются и чешуеобразно налегают друг на друга. Здесь самки откладывают яйца куч- ками. Вышедшие в июне личинки питаются соком хвоинок в этом же месте. Образуется шишкообразный галл с развивающимися в нем личинками. После окончания питания ли- чинок галл отмирает, а через образовавшиеся в нем трещины выползают нимфы, которые превращаются в крылатых самок-расселительниц. Генерация 2-летняя. Рыжий сосновый пилильщик. Повреждает главным обра- зом сосну обыкновенную, реже – другие виды сосен. Наибольший вред наносит культурам в возрасте до 30 лет. Лёт в конце августа - сентябре. Самки откладывают яйца в ряд по одному на расстоянии 1,0-1,5 мм друг от друга внутрь хвоинок текущего года. На одной хвоинке может быть от 1 до 12 яиц. Яйца зимуют. Личинки появляются в первой поло- вине мая и живут гнездами. Личинки проходят 5 возрастов, питаясь до середины июня. 55

Затем личинки спускаются в лесную подстилку, где образуют плотные бочкообраз- ные коконы золотисто-желтого цвета. Окукливаются в июле. Генерация 1-летняя. У личи- нок наблюдается диапауза, которая может длиться до 2 лет. Хвоегрызущие насекомые. Опасны для сосновых лесов. Если кедровый шелкопряд опустошает хвойные леса Сибири и Урала до Дальнего Востока, то в европейской части страны его заменяет сосновый шелкопряд, встречающийся везде, где растет обыкновенная сосна. Сосновый коконопряд. Крупная бабочка с серовато- коричневыми извилистыми полосами на передних крыльях, похожих по цвету на сосновую кору, задние крылья – бурые. Распространена в районах произрастания основной кормовой породы – сосны обыкновенной. Кроме сосны повреждает кедр, ель, лиственницу и другие хвойные породы. Гусеницы объедают хвою, почки и молодые побеги сосны. Генерация – одногодовая; в более холодных условиях она может продол- жаться до 2 лет. Размножается сосновый коконопряд в чи- стых средневозрастных и спелых сосновых древостоях. Сибирский коконопряд. Обитает от Урала до Сахалина и Курильских островов. Повреждает почти все хвойные поро- ды. Гусеницы в разных частях ареала кормятся хвоей деревь- ев разных пород, отдавая предпочтение хвое лиственницы, пихты и кедра. Менее охотно поедают хвою ели, сосны обыкновенной и кедрового стланика. Массовый лёт во второй декаде июля. Самки откладывают яйца на хвою и веточки в нижней части кроны, а при массовом размножении – повсю- ду. Плодовитость самки до 300 яиц (максимум 800). Фаза яй- ца длится 15-20 суток. Гусеницы Ш возраста спускаются на зимовку в подстилку под моховой покров. В конце апреля гусеницы поднимаются в кроны, питаются до осени и уходят на вторую зи- мовку до весны. Наибольшие повреждения причиняют в мае - июне гусеницы старших возрастов. Гусеницы проходят 6-8 возрастов. В июне окукливаются в серо-буром рыхлом ко- коне. Развитие куколки длится около месяца. Генерация 2-летняя, однако на юге ареала наблюдается 1-летняя, а на севере и в высокогорных лесах – 3-летняя генерация. Монашенка. Предпочитаемые породы – ель, пихта и сосна. Гусеницы также питаются хвоей лиственницы, листьями ду- ба, бука, граба. Вяз, ясень, клен и ольха повреждаются только при отсутствии основных кормовых пород. Бабочки отклады- вают яйца в нижней части стволов, а при массовом размно- жении – по всему стволу. Плодовитость самки 100-300 яиц. Через 4 недели в яйцах развиваются гусеницы, которые зи- муют и выходят следующей весной. Гусеницы проходят 5-6 возрастов и заканчивают развитие в зависимости от погодных условий за 45…80 суток. Окукливание происходит в местах питания или на стволах деревьев в трещинах коры в рыхлой паутине. Фаза куколки длится 11-19 суток. Генерация 1-летняя. 56

Сосновая пяденица. Лёт в июне. Самка откладывает яйца рядами по 7-32 шт. на старую хвою. Плодовитость 250-300 яиц. Фаза яйца длится около 3 недель. Гусеницы кормятся до октября и спускаются в подстилку, где окукливаются и зи- муют. Генерация 1-летняя. Сосновая совка. Лёт в апреле. Самка откладывает яйца ря- дами на нижнюю сторону хвоинок. Плодовитость самки око- ло 300 яиц. Яйца развиваются 10-15 суток. Гусеницы пита- ются около 1 месяца и проходят 5 возрастов. В июне гусени- цы уходят в лесную подстилку, где окукливаются и зимуют. Генерация 1-летняя. Лиственничная листовертка. Лёт со второй половины июля до сентября. Самки откладывают яйца мелкими кучка- ми под чешуйки и в трещины коры на ветвях и стволах в об- ласти кроны. Плодовитость самки до 300 яиц. Зимуют яйца. Гусеницы отрождаются во второй половине мая с началом распускания хвои. Гусеницы I возраста питаются неразвер- нувшимися хвоинками. После линьки плетут паутинные гнезда, в которых питаются до окукливания. Фаза гусеницы до 40 суток.Они проходят 5 возрастов. Окукливаются в под- стилке. Фаза куколки 10-12 суток. Генерация 1-летняя. Листогрызущие насекомые. В эту группу входят массовые вредители листвы, для которых характерны резкие колебания численности и способность размножаться в насаж- дениях всех возрастов на больших территориях. Непарный шелкопряд. Лёт начинается в июле, на юге – в конце июня, в средней полосе продолжается до середины августа. Самка откладывает, как правило, сразу все яйца, пе- реслаивая их волосками своего брюшка. Кладка расположена обычно в нижней части ствола не выше 50 см. от поверхно- сти земли, в южных районах – по всему стволу. Плодови- тость 300…450 яиц (иногда до 1200 яиц). Формирование гу- сеницы в яйце происходит осенью. Гусеницы выходят из яиц в первой декаде мая и приступают к питанию листьями. Гусеницы имеют 5-6 возрастов и развиваются 40-50 суток. Окукливаются в кронах и на стволах деревьев в трещинах коры. Фаза куколки 2-3 недели. Генерация 1-летняя. Златогузка. Повреждает дуб и плодовые деревья, а при массовом размножении – липу, вяз, тополя и другие породы. Лёт в июне – первой половине июля. Самка откладывает яй- ца на нижнюю сторону листьев кучками продолговатой формы, по 200-500 штук в каждой, покрывая их золотисты- ми чешуйками своего брюшка. Во второй половине июля из яиц выходят гусеницы, которые скелетируют листья и стя- гивают их паутиной, формируя плотное гнездо. 57

В Ш или IV возрасте гусеницы зимуют в гнезде, в котором может быть от 200 до 2000 гусениц. Весной во время распускания почек дуба гусеницы выходят из гнезд и пи- таются почками и молодыми листьями. Гусеницы имеют 7-8 возрастов. Окукливаются в июне, поодиночке или группами в редких паутинных коконах, которые располагаются в кронах и на стволах, а при массовом размножении – и на травянистом покрове. Фаза ку- колки 15-20 суток. Генерация 1-летняя. Обыкновенная яденица-обдирало. Питаетсямногими лес- ными и плодовыми деревьями. Вспышки массового размно- жения часто возникают и развиваются в насаждениях с зим- ней пяденицей или другими видами пядениц-обдирал. Ле- тают самцы со второй декады сентября до начала ноября. Самки полностью бескрылые, откладывают яйца около по- чек и междоузлий, в трещинах веток по всей кроне. Яйца зимуют, в конце апреля - начале мая из них выходят гусени- цы, которые питаются до конца июня и имеют 5 возрастов. Затем они спускаются в подстилку или почву и здесь окукливаются без образования кокона. Генерация 1-летняя. Американская белая бабочка. Лёт в конце мая - июне. Самка откладывает яйца на нижней стороне листьев, при- крывая их белыми волосками. Плодовитость самки в сред- нем 400-800 яиц. Гусеницы опутывают листья и ветви пау- тиной. Они проходят 6-8 возрастов. Окукливаются в трещи- нах коры, в дуплах в паутинных гнездах. Лёт второго поко- ления в июле - августе. У второго поколения зимует кукол- ка в паутинных гнёздах под опавшими листьями. Генерация – 2 поколония в год Стволовые вредители. К стволовым вредителям относят насекомых, биологической особенностью которых является скрытное обитание внутри тканей коры, луба, камбия и древесины деревьев. У большинства видов ходы прокладывают личинки. Различают ство- ловых вредителей хвойных и лиственных пород. Большой сосновый лубоед. Заселяет нижнюю часть ослабленных сосен в насаждениях разных возрастов. Лёт в конце апреля - начале мая. Самки протачивают под толстой корой снизу вверх продольный одиночный маточный ход длиной от 3 до 23 см без брачной камеры. Фаза яйца про- должается 10-14 суток. Личинки грызут длинные извиваю- щиеся ходы. Фаза личинки 15-20 суток, куколки 10-14 су- ток. В июне - июле отрождаются молодые жуки, которые выгрызают лётные отверстия и приступают к дополнитель- ному питанию в кронах сосен, вгрызаясь в побеги текущего и прошлого года и выедая сердцевину. Генерация 1-летняя. Малый сосновый лубоед. Заселяет верхнюю часть сосен с тонкой корой. Лёт в мае. Самки протачивают поперечные маточные ходы длиной от 4 до 32 см. в форме скобки, кото- рые глубоко отпечатываются на заболони. Личиночные хо- ды небольшие, направляются вдоль ствола по обе стороны от маточного хода. Фаза личинки 2-3 недели. Личинки окукливаются в конце хода в кукольных колыбельках. Фаза куколки 10-14 суток. 58

Молодые жуки проходят дополнительное питание в кронах, выгрызая побеги. Осе- нью уходят в лесную подстилку. Генерация 1-летняя. Короед-типограф. Повреждает различные хвойные по- роды, но предпочитает ель европейскую, сибирскую, аян- скую, восточную, а также кедр. Лёт начинается в первой половине мая одновременно с распусканием почек березы. Самцы вгрызаются в толстую или переходную кору дерева и вытачивают брачную камеру, в которую прилетает 2-4 самки. Каждая из самок после оплодотворения прокладыва- ет вверх или вниз от брачной камеры прямой маточный ход. По обеим сторонам этих ходов по всей их длине самки от- кладывают по одному яйцу в яйцевые камеры. Фаза яйца длится 10-14 суток. Личинки выгрызают ходы в стороны от маточного хо- да, в конце которых устраивают куколочные колыбельки. Фаза личинки длится 3-5 недель, фаза куколки 1-2 недели. Молодые жуки вылетают в середине лета. Генерация од- нолетняя. При благоприятных условиях жуки дают второе поколение, основная масса ко- торого в октябре уходит на зимовку. Зимуют различные стадии типографа: закончившие развитие жуки – в подстилке в радиусе 2-3 м. вокруг дерева, на котором развивались; недопитавшиеся молодые жуки – под корой в местах развития; молодые неразвитые жуки, куколки и личинки – под корой. Старые жуки, давшие начало первому поколению, могут при благоприятных погодных условиях воспроизводить после возобновительного питания новое, сестринское поколение. Большой еловый лубоед. Заселяет ослабленные и внешне здоровые деревья. Предпочитает спелые и перестойные из- реженные ельники, произрастающие на свежих и влажных почвах, а также сосняки разного возраста, произрастающие на влажных почвах и по болоту. Лёт в июне - июле. Самка прогрызает короткий ход, около которого она выгрызает небольшую площадку и откладывает в ней кучками яйца. Плодовитость самки около 100 яиц. Личинки грызут ходы сообща, в результате чего под корой образуется большая по- лость, забитая буровой мукой с экскрементами и смолой. Личинки зимуют. Весной они продолжают питание, а летом окукливаются в толще коры. Молодые жуки прогрызают длинные ходы для дополнительного питания и в них зимуют. Генерация 2-летняя. Полосатый лестничный древесинник. Повреждает деревья хвой- ных пород. Заселяет сильно ослабленные, отмирающие и срублен- ные деревья, лесоматериалы, пни, порубочные остатки, ветровал и бурелом. Влаго- и тенелюбив. Лёт в конце апреля – начале мая. Самка вгрызается в древесину, прокладывая ход длиной до 10 см. От этого канала по годичным кольцам расходятся две ветви. Личи- ночные ходы длиной до 1 см. располагаются вертикально, череду- ясь: один вверх, другой вниз. Личинки питаются не только клет- чаткой дереве, но и мицелием гриба рода Monitia, который зано- сится внутрь древесины самкой. Почернение ходов древесинника происходит вследствие потемнения мицелия гриба и свидетельствует об окончании развития короедной семьи, а одновременно и об угасании культуры гриба. Личинки окукливаются в июле. Молодые жуки появляются в июле – 59

августе и покидают дерево через входное отверстие, когда-то прогрызенное самкой. Они уходят на зимовку в подстилку вблизи дерева, где отродились. Генерация 1-летняя. Черный сосновый усач. Заселяет ослабленные деревья, а также бревна и крупные порубочные остатки в местах лесо- заготовок и на складах древесины. Лёт начинается в начале июня, пик приходится на начало июля. Жуки проходят до- полнительное питание на ветках сосен, обгладывая тонкую кору. Через неделю после вылета самки начинают отклады- вать яйца в насечки по всему стволу. Живут жуки до 70 су- ток. Личинки появляются в середине июля, в начале пита- ются лубом и заболонью, а в августе углубляются в древе- сину, особенно глубоко в неокоренных бревнах. Периодически они возвращаются в подкоровое пространство для питания лубом и заболонью. Ход заканчивается в 1,0-1,5 см от поверхности ствола. Здесь личинка устраи- вает колыбельку, в которой зимует. Окукливается в мае. Генерация 1-летняя, но часть по- пуляции развивается по 2-летнему циклу. Блестящегрудый еловый усач. Чёрный блестящий жук. Распространен широко. Заселяет преимущественно ель. Ли- чинка углубляется в древесину на 2-4 см, делая в ней крюч- коватые ходы. Нападает на ослабленные редкостойные дре- востои, часто приводит их к гибели. Заселяет также неоко- ренные лесоматериалы; опасный технический вредитель. Ге- нерация – одногодовая, на севере может растягиваться на 2 года. Серый длинноусый усач. Заселяет поваленные деревья, а также срубленную древесину и пни. Лёт с конца апреля до августа. Личинки разгрызают пространство под корой, за- бивая его опилками и препятствуя поселению других видов. Развитие идет быстро. Зимуют молодые жуки в колыбель- ках. При позднем рождении зимуют личинки. Генерация 1- летняя. Большой хвойный рогохвост. Повреждает ослабленные деревья хвойных пород, свежую неокоренную древесину на вырубках и верхних складах. Лёт с июня по август. Самки откладывают яйца в древесину на глубину 2,5 см. порциями по 5 штук, располагая их параллельно смоляным ходам. Фаза яйца длится 2 недели. Личиночные ходы в древесине сначала идут наклонно вверх по стволу, затем через 4-8 см. поворачивают к поверхности, не доходя до нее 1-2 см. Личинки зимуют дважды. В конце хода личинка окукливается. Генерация 2-летняя. 60

Большой ясеневый лубоед. Заселяет ослабленные и срубленные деревья ясеня. Лёт в июне. Жуки длительный период проходят дополнительное питание, внедряясь в толщу коры. Личинки развиваются около года. Генерация 1-летняя, но может быть 2-летней. Дубовый заболонник. Заселяет отмирающие молодые дубы по всему стволу. На старых деревьях поселяется в местах с тонкой корой. Лёт в июне. Дополнительное пита- ние жуки проходят в кронах здоровых деревьев, внедряясь в тонкие веточки в местах их развилок. Самки откладыва- ют яйца во второй половине июня – июле. Маточные ходы поперечные, короткие, простые. Личинки грызут ходы в продольном направлении. Зимуют личинки. В конце апре- ля – начале мая они окукливаются. Генерация однолетняя. Березовый заболонник. Заселяет деревья без видимых признаков ослабления. Предпочитает изреженные, хорошо прогреваемые насаждения. Лёт в мае. Жуки проходят до- полнительное питание в коре возле почек. Самки отклады- вают яйца в июне. Маточные ходы расположены под корой в нижней и средней частях стволов в продольном направ- лении. Их легко заметить по множеству круглых отверстий на коре. Личинки грызут свои ходы в стороны от материн- ского хода. Зимуют личинки. Генерация однолетняя. Красный дубовый усач. Заселяет ослабленные и пова- ленные деревья. Предпочитает деревья дуба средней тол- щины, молодые и средневозрастные. Лёт с конца мая до июня. Личинки прогрызают глубокие ходы и зимуют. Ге- нерация однолетняя. Сверлило лиственное. Заселяет неошкуренные бревна, по- валенные деревья лиственных пород и пни. Особенно сильно повреждает березу, ольху, осину, реже – дуб, бук и ель. Лёт в мае - июне. Самка откладывает яйца на кору. Фаза яйца длится 10-12 суток. Личинка некоторое время ползает по коре, а затем прогрызает её и углубляется в древесину на 3-5 см. Затем она прогрызает ход к поверх- ности и здесь образует глубоко врезающийся в заболонь ход длиной 18-26 см. 61

В конце этого хода личинка делает расширение и начинает продвигаться к входному отверстию. Стенки ходов сверлила черные от симбионтного гриба Endomyces hylocoeti. Личинка зимует в древесине. Окукливается весной, вблизи входного отверстия. Генерация однолетняя. Вредители шишек, плодов и семян. Распространение насекомых данной группы в насаждениях связано с наличием шишек и семян, поэтому определяется периодичностью, обилием плодоношения и распределением шишек и плодов в кронах. Приспособлением к пережиданию неурожайных лет является многолетняя диапауза на стадии личинки или куколки. Данная группа насекомых изучена еще недостаточно. Шишковая смолевка. Повреждает шишки сосны. В неурожайные годы повреждает молодые побеги 5-12- летних сосен. Лёт в мае. Жуки проходят дополнительное питание на 1-летних шишках, вызывая смолотечение. Самки откладывают по одному яйцу на шишку, делая для них отверстия в кожице или приклеивая к поверхности шишек. Личинки развиваются внутри шишек. Фаза ли- чинки около 1 месяца. Окукливаются в шишках. Молодые жуки вылетают и зимуют в в подстилке. Генерация одно- летняя. Шишковая листовертка. Повреждает шишки и семена ели, сосны, лиственницы, пихты, кедра и других пород. Лёт в мае - июне. Самки откладывают яйца у основания шишек по 1-8 штук. Гусеницы вгрызаются в шишку, объ- едают чешуйки и семена, но не трогают стержня. После опадения шишек осенью, гусеницы уходят в землю на зи- мовку. Зимуют в коконах. Весной окукливаются. Генера- ция однолетняя. Лиственничная муха. Повреждает шишки и семена лиственницы сибирской, даурской, курильской. Лёт про- исходит в мае, в сумеречное время, в период цветения лиственницы. Самки откладывают яйца между чешуйка- ми шишки. Личинки питаются созревшими семенами, уничтожая до 80% семян. В июле - августе личинки ухо- дят в подстилку, где окукливаются в ложном коконе. Ге- нерация 1-летняя, но часть популяции впадает в диапаузу в стадии куколки. Желудевая плодожорка. Повреждает желуди в изре- женных насаждениях. Теплолюбива. Лёт в июне - июле. Самки откладывают яйца на плюску и плодоножки желу- дей. Гусеницы поедают по 3-4 плода. Фаза гусеницы про- должается 20-30 суток. Гусеницы имеют 5 возрастов. Ча- сто еще до опадения желудей гусеницы выходят из них и зимуют в трещинах коры прикорневой части стволов, в кустах подлеска, среди опавшей листвы. Окукливаются весной, генерация однолетняя. 62

Все лесозащитные мероприятия делят на следующие группы:  надзор за появлением и распространением вредителей;  карантин растений;  лесохозяйственные методы борьбы;  биологические методы борьбы;  химические методы борьбы;  биофизические и механические методы борьбы;  использование аттрактантов;  половая стерилизация насекомых;  интегрированный метод борьбы (сочетание химических и биологических средств). Основная задача ведения надзора или лесопатологического мониторинга – осу- ществление наблюдений за появлением, развитием и распространением вредителей в це- лях правильной организации и эффективного проведения мер борьбы. Карантин предусматривает проведение мероприятий, препятствующих проникнове- нию новых видов вредителей и болезней из других стран, и ограничение распространения местных видов. В список карантинных вредителей включен ряд насекомых, повреждаю- щих древесные и кустарниковые породы. В их числе американская белая бабочка, кали- форнийская щитовка, тутовая щитовка, яблоневая златка и др. Для предупреждения распространения вредных насекомых большого внимания за- служивают так называемые лесохозяйственные меры борьбы. Это проведение всех работ в лесу таким образом, чтобы не создавать благоприятных условий для размножения вред- ных насекомых и болезней: не вести главную рубку так, чтобы стены леса подвергались ветровалу и бурелому; не оставлять на лесосеках срубленные деревья и лесоматериалы, которые в этом случае заселяются личинками жуков усачей. Этот перечень можно значи- тельно продолжить. Но суть всех этих мероприятий в правильном ведении лесного хозяй- ства. Биологические методы борьбы основаны на существовании антагонистических меж- видовых взаимоотношений между отдельными группами животных. Биологические мето- ды осуществляются путем использования хищных и паразитических насекомых или энто- мофагов, и создание условий, а иногда и специальное разведение различных видов наезд- ников, личинки которых развиваются в телах гусениц вредных насекомых. Биологические методы не оказывают отрицательного влияния на людей, растения и лесной биоценоз, медленно действуют, но потом в течение длительного времени сдерживают рост числен- ности вредных насекомых. Химический метод основан на использовании химических веществ, ядовитых для насекомых (инсектицидах). Инсектициды наносят непосредственно на вредителя, кормо- вую породу деревьев или в среду обитания насекомых (почву, воздушную среду, древеси- ну). Основной недостаток химического метода – отрицательное влияние инсектицидов на полезную фауну леса и их ядовитость для человека и теплокровных животных. При мно- гократных обработках у насекомых приобретается устойчивость к химическим веществам, что снижает эффективность их применения. Биофизические и механические методы борьбы включают разнообразные приемы борьбы, при которых насекомых уничтожают физическими средствами или с помощью простейших механических приспособлений или вручную. Применяются такие приемы борьбы, как сбор и уничтожение насекомых на разных фазах их развития; использование приманок; устройство преград, таких как ловчие клеевые кольца на деревьях; вылавлива- ние насекомых при помощи ловушек различных конструкций. Аттрактантами называют вещества, пары которых привлекают насекомых либо к пище (пищевые аттрактанты), либо к особям противоположного пола (половые аттрактан- ты или феромоны). Аттрактанты чаще используют в комбинации с ловушками в целях надзора за насекомыми. 63

Стерилизацию вредных насекомых проводят, чтобы вызвать их бесплодие, для чего используют ионизирующее излучение или специальные химические вещества – хемосте- рилизаторы. В природных условиях стерилизация вредных насекомых не проводится из-за технических сложностей. Лес представляет собой взаимосвязанное целое, и насекомые наделены собственной полезностью для биоценоза. Например, распространено мнение, что насекомые, повре- ждающие деревья в лесу или культурные растения, наносят им вред. Но ведь одно из предназначений растений – потребление их в пищу, то есть участие в пищевой цепи. По- этому деревья образуют больше листьев, чем необходимо. Во многих случаях незначи- тельные повреждения не только не вредят растению, но и стимулируют его рост, повышая продуктивность. Поэтому фитофаги способны увеличивать урожай, естественно, при оп- тимальной их численности. Это говорит о том, что в наследственной программе развития растения заложены потери некоторой его части, а генетическая программа фитофагов обеспечивает их таким организмом и поведением, которое позволяет употреблять расте- ния в пищу. Все предусмотрено и целесообразно. Каждый гектар широколиственного леса обыч- но заселяют гусеницы, масса которых 200 - 300 кг. В тех лесах, где гусениц, сочтя вреди- телями, полностью уничтожали ядохимикатами, листва оставалась невредимой. Но осе- нью покрываемый ею слой почвы был настолько толстым, что его не успевали перераба- тывать ни дождевые черви, ни другие почвенные организмы. Эта лесная подстилка из года в год становилась все более мощной, в результате чего между почвой и воздухом произо- шло изменение газового и водного обмена. Корни стали понемногу отмирать, и у деревьев появились сухие вершины. Упавшие семена не добирались до земли, чтобы прорасти, по- этому прекратилось возобновление леса – он «умирал стоя». В тех лесах, где гусениц не трогали, к началу лета они съедали часть листвы. Появившаяся к середине лета не очень густая листва осенью давала умеренную массу опада. К весне он отлично успевал пере- гнить, увеличивая количество органических веществ в почве под деревьями. К этому ещё добавилась солидная порция удобрений от жизнедеятельности гусениц – более 200 кг их экскрементов на гектар леса. И это всё не парадокс природы, а «мудрость» механизма экологического равновесия. При «взрывном» размножении насекомых может происходить нарушение экологи- ческого равновесия. Например, количество пищи, съедаемое за день саранчой массой 2 г, равно ее весу. Казалось бы это не так много. Но при массовом размножении рой саранчи 2 может покрыть территорию в 1000 км . Причем в поисках зеленых зон пустынная саранча способна пролететь без остановок до 2600 км. Плотность полчищ может достигать от 40 до 80 млн. насекомых на 1 км2. Такой многомиллионный рой способен съедать в день до 80 тыс. тонн пищи. Её хватило бы на пропитание 40 тысяч человек в течение целого года. И все-таки, даже при массовом размножении «вредителей» растений результат не всегда бывает отрицательным. Так, в период одновременного появления огромного коли- чества гусениц дубовой листовертки дубы к концу мая могут оказаться практически без листьев. Но эти деревья не погибают и через некоторое время дают новую листву. Снижа- ется лишь годовой прирост древесины. Зато поросль, чахнущая в тени мощных деревьев, при их оголении получает к началу лета намного больше света и начинает активно разви- ваться. Ведь молоди дуба вырасти в тени больших дубрав практически невозможно. Кро- ме того, почва под дубами обильно удобряется экскрементами насекомых, весьма полез- ными для самих деревьев и окружающей растительности. Один гектар леса при массовом размножении гусениц получает до 400 кг таких равномерно рассеянных удобрений. 64

2.1.2.3 Болезни леса Болезнь растения – это сложный патологи- ческий процесс, который протекает во взаимо- действии с окружающей средой и сопровожда- ется нарушением физиологических функций, анатомическими и морфологическими измене- ниями пораженных органов растения. В зависимости от причин возникновения различают неинфекционные и инфекционные болезни. Неинфекционные болезни возникают в тех случаях, когда условия окружающей сре- ды неблагоприятны для нормального развития растений. Таковы болезни, вызываемые недостатком или избытком воды, нарушениями режима питания, недостатком кислорода, воздействием слишком высокой или низкой температуры, недостатком света, наличием в воздухе или почве ядовитых веществ и многое другое. Под действием этих факторов про- исходит увядание сеянцев, суховершинность, усыхание кроны, полное усыхание деревьев. Часто наблюдается отставание в росте, хлороз (бледно-желтая или белесая окраска листь- ев и хвои), пожелтение, побурение или засыхание листьев и хвои. Иногда возникают ожо- ги и отлуп коры, морозобойные раны, происходит искривление и отмирание побегов. Важнейшая особенность неинфекционных болезней – их неспособность передаваться от больного растения к здоровому растению. Инфекционные болезни растений вызываются микроорганизмами, преимущественно грибами, бактериями, вирусами или цветковыми растениями-паразитами. Организмы, ко- торые способны вызывать болезни растений, называются фитопатогенными. Процесс внедрения возбудителя болезни в растение называется инокуляцией. Инфекционные бо- лезни могут передаваться от больных растений к здоровым растениям. Таблица 5 – Основные типы болезней леса [19] Тип Совокупность Поражаемые Возбудитель болезни симптомов органы Разрушение и Семена, плоды, Гниль Грибы, бактерии размягчение ткани стволы, корни Изменение формы Семена, плоды, Деформация органа (деформации, ведь- Грибы, бактерии стволы, корни мины мётлы) Грибы, Некроз Отмирание участков ткани Ветви, стволы абиотические факторы Образование опухолей, ран, Грибы, бактерии, язв (у хвойных пород со- Стволы, ветви, Рак абиотические провождается корни факторы смолотечением) Образование скоплений Шишки, листья, Ржавчина спор, выступающих из раз- хвоя, ветви, Грибы рывов наружных тканей стволы Потемнение сосудов, быст- Грибы, бактерии, Сосудистая бо- Стволы, ветви, рое усыхание абиотические лезнь корни кроны факторы 65

Болезни этих двух групп не должны рассматриваться как совершенно обособленные явления. Часто инфекционное заболевание развивается на фоне предварительного ослаб- ления или повреждения растений неинфекционными процессами. Например, морозобои- ны и ожоги коры могут явиться первопричиной развития инфекционных некрозов и рако- вых заболеваний стволов, или из-за механических повреждений в рану может попасть возбудитель инфекционной болезни. Все болезни проявляются определенными признаками, видимыми невооруженным глазом – симптомами. Группы болезней со сходными симптомами называются типами бо- лезней растений. Инфекционные болезни растений весьма многочисленны и многие из них причиняют большой ущерб лесному хозяйству. Наиболее распространенными и опасными для леса являются грибные болезни. Гри- бы представляют обширную группу организмов, лишенных хлорофилла и поэтому не спо- собных самостоятельно синтезировать органические вещества своего тела. Согласно со- временной классификации грибы выделяют в самостоятельное царство природы, объеди- няющее более 100 тысяч видов. Они очень разнообразны по размерам, форме, строению, биологическим особенностям и значению в природе и в жизни человека. Наряду с широко известными видами съедобных и ядовитых шляпочных грибов, а также крупных трутовиков, растущих на стволах деревьев, существует огромное количе- ство микроскопических грибов, многие из которых являются возбудителями болезней растений и животных. Таблица 6 – Основные типы болезней леса [19] Тип Совокупность Поражаемые Возбудитель болезни симптомов органы Разрушение и Семена, плоды, Гниль Грибы, бактерии размягчение ткани стволы, корни Изменение формы Семена, плоды, Деформация органа (деформации, Грибы, бактерии стволы, корни ведьмины мётлы) Грибы, Отмирание участков Некроз Ветви, стволы абиотические ткани факторы Образование опухолей, Грибы, бактерии, ран, язв (у хвойных пород Стволы, ветви, Рак абиотические сопровождается смоло- корни факторы течением) Образование скоплений Шишки, листья, спор, выступающих из Ржавчина хвоя, ветви, Грибы разрывов наружных стволы тканей Потемнение сосудов, Грибы, бактерии, Сосудистая Стволы, ветви, быстрое усыхание абиотические болезнь корни кроны факторы Тело гриба – мицелий или грибница состоит из очень тонких бесцветных или окра- шенных нитей (гиф), которые растут своими окончаниями и распространяются среди ор- ганического субстрата. На определенной фазе развития грибница образует плодовое тело, в котором возникают споры. Плодовые тела бывают различно формы (шляпки, губки, по- душечки и др.) и величины. По плодовым телам можно определять виды грибов. Грибы размножаются спорами, которые очень устойчивы против неблагоприятных климатиче- 66

ских факторов. В сухой среде и при отсутствии воздуха гриб не развивается. Если грибы питаются органическими веществами живых организмов, их называют паразитами, а если мертвых организмов – сапрофитами. Многие грибы могут быть одновременно сапрофита- ми и паразитами, особенно грибы, повреждающие древесные породы. При решении задач инвентаризации, в части выявление изменений состояния лесов, происходящих в результате негативных воздействий (в т.ч. изменений, произошедших в результате воздействия вредных организмов, лесных пожаров, ветровалов, использования лесов и т.д.), а также причин, приведших к такому изменению, в соответствии с классифи- катором космические снимки используются для актуализации слоёв очагов воздействия вредных организмов, лесных пожаров, ветровалов, вырубки на тематических картах ис- пользования лесов и их санитарного состояния масштаба 1:50000 и 1:200000. Наиболее пригодным является спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм, разрешение – 5-15 м и 30 м. Се- зон съёмки – бесснежный. Следует заметить, что перечень требований к материалам ди- станционного зондирования лесных массивов весьма не чёткий из-за отсутствия доста- точно полного перечня методического обеспечения задач и их комплексной увязки. 2.1.3 Оценка эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов Решение задач оценки эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов осуществляется в обеспечение выполнения государственной программы «Раз- витие лесного хозяйства» на 2013-2020 годы, утверждённой Распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2012 года № 2593-р. Программа включает четыре подпрограммы: охрана и защита лесов, обеспечение использования лесов, воспроиз- водство лесов и обеспечение реализации государственной программы. Цель программы – повысить эффективность использования, охраны, защиты и вос- производства лесов, обеспечить стабильное удовлетворение общественных потребностей в ресурсах и полезных свойствах леса при гарантированном сохранении ресурсно- экологического потенциала и глобальных функций лесов. Эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству определяется по результатам оценки выполнения соответствующих лесоустроительных мероприятий, что особо актуально в условиях разделения полномочий между органами государственной власти РФ, органами государственной власти субъектов РФ и органами местного само- управления в области лесных отношений. В докладе руководителя Рослесхоза В.Н. Маслякова на Всероссийском совещании по вопросам реализации полномочий в области лесных отношений «Основные итоги ра- боты лесного хозяйства Российской Федерации в 2010 году и задачи на 2011 год» было отмечено, что в России функционируют 1473 лесничества (лесопарка) и 7522 участковых лесничеств. В них работает 38 тыс. человек, из них около 19 тыс. чел – в участковых лес- ничествах. В среднем, в штате одного лесничеств насчитывается 14 чел., в штате среднего участкового лесничества – 2-3 чел. Средняя площадь одного российского лесничества со- ставляет 796,4 тыс. га, одного участкового лесничества – 156 тыс. га. Максимальная сред- няя площадь одного лесничества и одного участкового лесничества характерна для Даль- невосточного ФО – около 4 млн. га и около 840 тыс. га соответственно. Минимальные средние площадные размеры лесничеств и участковых лесничеств наблюдаются в Южном ФО. В среднем по России на одного работающего в лесничестве приходится около 55 тыс. га площади земель лесного фонда, при этом в Дальневосточном округе – 319 тыс. га, в 67

Южном – 2,7 тыс. га. Итоговые оценки эффективности лесохозяйственной деятельности субъектов РФ по материалам доклада представлены на рисунках. Рисунок 18 – Оценка достигнутого уровня эффективности исполнения полномочий субъектами Российской Федерации в 2010 году Рисунок 19 – Итоговая оценка эффективности лесохозяйственных мероприятий по федеральным округам в 2010 году Лесное хозяйство представляет собой классический пример кибернетической боль- шой системы, которая имеет сложную иерархическую систему управления, располагается на территории 8 федеральных округов и 83 субъектов РФ, включает 1473 лесничества (ле- сопарка) и 7522 участковых лесничества. При этом сама система управления, её техниче- ское и методологическое обеспечение весьма не совершенно. Одним из основных факто- ров, который позволяет в условиях большого территориального разнесения объектов управления повысить эффективность охраны, защиты и воспроизводства лесов, является информация от космические средства ДЗЗ. Их применение должно органично дополнять существующие методам управления лесными ресурсами России. Проектирование мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов осуществ- ляется для лесотаксационных выделов, как правило, одновременно с таксацией лесов или по результатам таксации лесов со сроком её давности не более 10 лет на основе оценки комплекса воздействующих факторов и анализа эффективности выполнения мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов. При сроках давности таксации лесов более 10 лет проектирование мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов осуществля- ется только одновременно с проведением повторной таксации лесов. 68

Все расчеты, связанные с проектированием объемов показателей мероприятий по уходу за лесом, осуществляются на основе итогов распределения площадей и запасов лес- ных насаждений хозяйственных секций по классам возраста, полноте, классам бонитета, типам леса и данным таксации лесов. Мероприятия по охране, защите и воспроизводству ле- сов назначаются в пределах хозяйственных секций для со- вокупности лесотаксационных выделов, характеризующих- ся общностью лесорастительных условий, структуры, со- стояния и древесными породами, объединёнными единой целью хозяйства и единым возрастом рубки. При проекти- ровании мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов составляются соответствующие ведомости по лесным участкам, участковым лесничествам и лесничествам (ле- сопаркам). Мероприятия по охране лесов от пожаров. Проектирование мероприятий по охране лесов от пожаров осуществляется по трем направлениям: определение класса природной пожарной опасности лесов; разработка мер противопожарного обустройства лесов; разработка мер по обеспечению средствами предупреждения и тушения лесных по- жаров. Класс природной пожарной опасности лесов опре- деляется для каждого лесотаксационного выдела на ос- нове его таксационного описания. Для каждого лесного квартала определяется средний класс природной по- жарной опасности, как средневзвешенный по площади входящих в него лесотаксационных выделов и лесных участков, с последующим составлением ведомости про- извольной формы распределения лесных кварталов в пределах участковых лесничеств по классам природной пожарной опасности лесов и отображением их на кар- тах-схемах. Объединение в пожарные лесотаксационные выделы лесных кварталов или их ча- стей, относящихся к одному классу природной пожарной опасности, осуществляется ис- ходя из следующих параметров его минимальной площади на тематических лесных кар- тах: минимальная площадь пожарного лесотаксационного выдела на карте-схеме состав- ляет в зависимости от класса пожарной опасности от 10 до 100 мм2. Разработка мер противопожарного обустройства лесов включает в себя:  строительство, реконструкцию и эксплуатацию лесных дорог, предназначенных для охраны лесов от пожаров;  строительство, реконструкцию и эксплуатацию посадочных площадок для самоле- тов, вертолетов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов;  прокладку просек, противопожарных разрывов, устройство противопожарных мине- рализованных полос;  строительство, реконструкцию и эксплуатацию пожарных наблюдательных пунктов (вышек, мачт, павильонов и других наблюдательных пунктов), пунктов сосредото- чения противопожарного инвентаря;  устройство пожарных водоемов и подъездов к источникам противопожарного водо- снабжения;  проведение работ по гидромелиорации; 69

 снижение природной пожарной опасности лесов путем регулирования породного со- става лесных насаждений и проведения санитарно-оздоровительных мероприятий;  проведение профилактического контролируемого противопожарного выжигания хвороста, лесной подстилки, сухой травы и других лесных горючих материалов;  иные определенные Правительством Российской Федерации меры. Разработка мер по обеспечению средствами предупреждения и тушения лесных по- жаров включает в себя:  приобретение противопожарного снаряжения и инвентаря;  содержание пожарной техники и оборудования, систем связи и оповещения;  создание резерва пожарной техники и оборудования, противопожарного снаряжения и инвентаря, а также горюче-смазочных материалов. Мероприятия по защите лесов. В состав проектируемых мероприятий по защите лесов входят профилактические, истребительные, санитарно-оздоровительные и организацион- но-хозяйственные мероприятия по улучшению общего состояния лесов и экологической об- становки на территории объекта лесоустрой- ства. Профилактические мероприятия включают:  выполнение санитарных требований в лесах, включая окорку древесины, очистку ле- сосек и другие;  защита древесины от повреждения вредными организмами на лесных складах;  устройство гнездовий для полезных птиц; расселение муравьев и огораживание му- равейников;  устройство изгородей вокруг лесных культур на маршрутах прогона скота;  защита верхушек молодых деревьев от обкусывания животными (накладка металли- ческих и пластмассовых спиралей и тому подобное);  обработка насаждений репеллентами, отпугивающими животных;  исключение случаев повреждения лесной растительности и земель от загрязнения, подтопления и других воздействий. Истребительные мероприятиям включают:  вырубка свежезаселённых вредными организмами деревьев;  выкладка ловчих деревьев;  накладка ловчих клеевых и токсичных поясов;  обработка лесных насаждений, несомкнувшихся лесных культур, плантаций, питом- ников химическими и биологическими средствами защиты растений;  устройство ловчих и заградительных канав;  сбор и уничтожение плодовых тел грибов, яйцекладок, паутинных гнезд, личинок и гусениц насекомых. Истребительные мероприятия, в свою очередь, группируются в наземные и авиаци- онные. Санитарно-оздоровительные мероприятия (вырубка погибших и поврежденных лес- ных насаждений, очистка лесов от захламления, загрязнения и иного негативного воздей- ствия) проектируются в соответствии с требованиями Правил санитарной безопасности в лесах. Очистка лесов от захламления проектируется в первую очередь в защитных лесах, выполняющих рекреационные, санитарно-гигиенические и оздоровительные функции. В других лесах эти мероприятия проектируются при наличии условий сбыта древесины, а также, если это обусловлено противопожарной необходимостью. Период очистки лесов от 70

захламления, ежегодные объемы этого мероприятия определяются так же, как и при про- ектировании вырубки погибших и поврежденных лесных насаждений (сплошные и выбо- рочные санитарные рубки). Организационно-хозяйственные мероприятия включают надзор за состоянием попу- ляций вредных организмов, прогноз их развития, учет очагов, а также лесопатологические обследования и почвенные раскопки. На объектах лесоустройства, где выявлены очаги массового размножения вредных организмов, может назначаться дополнительное лесопа- тологическое обследование. Мероприятия по воспроизводству лесов. Про- ектирование мероприятий по воспроизводству лесов должно быть направлено на воссоздание лесных насаждений с аналогичными или улуч- шенными лесоводственными, экологическими и экономическими свойствами. Мероприятия по восстановлению лесов проектируются в соответ- ствии с критериями, установленными Правилами лесовосстановления. Воспроизводство лесов осу- ществляется путем естественного, искусственного и комбинированного восстановления лесов и ухо- да за лесами. В состав проектируемых мероприятий по восстановлению лесов в соответствии с правилами лесовосстановления входят: мероприятия по естественному восстановлению лесов; мероприятия по искусственному восстановлению лесов; мероприятия по комбинированному восстановлению лесов. Искусственный и комбинированный способы восстановления лесов проектируют преимущественно для восстановления лесов на лесных участках, не покрытых лесной рас- тительностью и расположенных в высокопроизводительных типах лесорастительных условий насаждений хозяйственно-ценных пород при отсутствии или недостаточном ко- личестве подроста этих пород для обеспечения их естественного восстановления. Естественное заращивание проектируется в лесотаксационных выделах, не вклю- ченных в состав проектируемых мероприятий по естественному, искусственному или комбинированному восстановлению лесов. Мероприятия по естественному восстановлению лесов путем минерализации почвы проектируются на не покрытых лесной растительностью землях, обеспеченных источни- ками семян ценных древесных лесных пород, а также на площадях, поступающих в рубку, с полнотой не более 0,6. Мероприятия по естественному восстановлению лесов путем огораживания площа- дей проектируются для тех случаев, когда имеется опасность повреждения и уничтожения всходов и подроста древесных растений дикими и домашними животными. Мероприятия по искусственному восстановлению лесов проектируются на площа- дях, на которых невозможно обеспечить восстановление ценных лесных древесных пород естественным путем или мерами содействия естественному восстановлению лесов. Проектирование комбинированного восстановления лесов осуществляется на пло- щадях, где естественное восстановление лесных насаждений ценными лесными древес- ными породами обеспечивается недостаточно. Проектирование комбинированного вос- становления проводится из расчета, что общее количество культивируемых растений и подроста главной древесной породы должно быть не менее нормативного количества для молодняков данного лесного района, предусмотренного Правилами лесовосстановления. Проектирование мероприятий по лесоразведению осуществляется на землях лесного фонда и землях иных категорий, на которых ранее не произрастали леса, с целью предот- 71

вращения водной, ветровой и иной эрозии почв, создания защитных лесов и иных целей, связанных с повышением потенциала лесов. Для оценки эффективности мероприятий по охране, защите и воспроизводству лесов формализован перечень показателей, согласно которому осуществляется периодический сбор данных с привязкой к лесничеству (лесопарку), участковому лесничеству, номерам квартала и выдела (Рослесхоз, приказ № 47 от 14 февраля 2012 г. «Об установлении форм отчетов об использовании, охране, защите, воспроизводстве лесов, лесоразведении и по- рядка их представления»). Перечень показателей по направлению «Охрана лесов от пожаров»:  строительство лесных дорог, предназначенных для охраны лесов от пожаров;  реконструкция лесных дорог, предназначенных для охраны лесов от пожаров;  эксплуатация лесных дорог, предназначенных для охраны лесов от пожаров;  строительство посадочных площадок для самолетов и вертолетов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов;  реконструкция посадочных площадок для самолетов и вертолетов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов;  эксплуатация посадочных площадок для самолетов и вертолетов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов;  прокладка просек, противопожарных разрывов, устройство противопожарных мине- рализованных полос;  строительство пожарных наблюдательных пунктов (вышек, мачт, павильонов и дру- гих наблюдательных пунктов), пунктов сосредоточения противопожарного инвента- ря;  реконструкция пожарных наблюдательных пунктов (вышек, мачт, павильонов и дру- гих наблюдательных пунктов), пунктов сосредоточения противопожарного инвента- ря;  эксплуатация пожарных наблюдательных пунктов (вышек, мачт, павильонов и дру- гих наблюдательных пунктов), пунктов сосредоточения противопожарного инвента- ря;  устройство пожарных водоемов и подъездов к источникам противопожарного водо- снабжения;  проведение работ по гидромелиорации;  снижение природной пожарной опасности лесов путем регулирования породного со- става лесных насаждений (расшифровать мероприятия);  проведение профилактического контролируемого противопожарного выжигания хвороста, лесной подстилки;  прочистка просек, прочистка противопожарных минерализованных полос и их об- новление;  эксплуатация пожарных водоемов и подъездов к источникам водоснабжения, шт.;  благоустройство зон отдыха граждан, пребывающих в лесах;  установка и эксплуатация шлагбаумов, устройство преград, обеспечивающих огра- ничение пребывания граждан в лесах в целях обеспечения пожарной безопасности;  создание и содержание противопожарных заслонов и устройство лиственных опу- шек;  установка и размещение стендов и других знаков и указателей, содержащих инфор- мацию о мерах пожарной безопасности в лесах;  тушение лесных пожаров; 72

Перечень показателей по направлению «Защита лесов»:  локализация и ликвидация очагов вредных организмов, в том числе:  при выполнении авиационных работ, из них химическим и биологическим методом;  при выполнении наземных работ, из них химическим и биологическим методом;  санитарно-оздоровительные мероприятия, в том числе:  выборочные санитарные рубки;  сплошные санитарные рубки;  очистка лесов от захламления, загрязнения;  лесопатологические обследования. Перечень показателей по направлению «Воспроизводство лесов и лесоразведение»:  заготовка семян лесных растений для лесовосстановления и лесоразведения, в том числе по породам: сосна, ель, лиственница, пихта, сосна кедровая, дуб, бук, ясень другие;  заготовка семян лесных растений на объектах постоянной лесосеменной базы, в том числе по породам: сосна, ель, лиственница, пихта, сосна кедровая, дуб, бук, ясень другие;  заготовка улучшенных и сортовых семян лесных растений, в том числе по породам: сосна, ель, лиственница, пихта, сосна кедровая, дуб, бук, ясень другие;  создание лесосеменных плантаций и постоянных лесосеменных участков;  отбор плюсовых лесных насаждений и плюсовых деревьев;  создание маточных плантаций, архивов клонов плюсовых деревьев, испытательных культур, популяционно-экологических культур и географических культур;  выращивание стандартного посадочного материала деревьев и кустарников для ле- совосстановления и лесоразведения, в том числе: саженцев из них хвойных пород и саженцев с закрытой корневой системой из них хвойных пород;  посев семян в питомниках, в том числе: улучшенных семян лесных растений, сорто- вых семян лесных растений;  лесовосстановление, в том числе искусственное, из него посадка лесных культур комбинированное и естественное;  дополнение лесных культур;  посадка лесных культур с использованием селекционного посадочного материала;  посев лесных культур с использованием селекционных семян;  уход за лесными культурами в переводе на однократный, в том числе: механизиро- ванным способом, химическим способом;  подготовка почвы под лесные культуры, в том числе под лесные культуры будущего года;  раскорчевка площадей под лесные культуры;  уход за лесами, в том числе: уход за молодняками (осветление, прочистка), проре- живание, проходная рубка, реконструкция малоценных лесных насаждений (рубка реконструкции), обновление лесных насаждений (рубка обновления), рекреационно- ландшафтный уход (ландшафтная рубка), агролесомелиоративные и иные мероприя- тия;  лесоразведение, в том числе:  на землях лесного фонда;  на землях сельскохозяйственного назначения;  на землях населенных пунктов;  на землях промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телеви- дения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности, земли обо- роны, безопасности и земли иного специального назначения;  на землях водного фонда; 73

 на землях особо охраняемых территорий и объектов;  на землях запаса;  ввод (приемка) в эксплуатацию лесных насаждений, созданных при лесоразведении;  реконструкция лесных насаждений путем посадки или посева леса. При решении задач оценки эффективности мероприятий по охране, защите и вос- производству лесов в соответствии с классификатором космические снимки используются для актуализации слоёв очагов воздействия вредных организмов, лесных пожаров, ветро- валов, вырубки на тематических картах использования лесов и их санитарного состояния масштаба 1:25000, 1:50000 и 1:200000. Наиболее пригодным является спектральные диа- пазоны 0,4-1,1 мкм, разрешение – 1-4, 5-15 м и 30 м. Сезон съёмки – бесснежный. 2.2 Лесопатологический мониторинг Термин «патология» (от греч. παθος – страдание, боль, бо- лезнь и λογος – изучение) – отклонение от нормального состо- яния или процесса развития. Впервые был предложен грече- ским философом Аристотелем. Патология как наука исследует закономерности процессов отклонения от нормы, процессы нарушающие гомеостаз, болезни, дисфункции. Этимология термина «патология» лежит далеко за пределами медицины и используется наукой о лесе – патология леса [7]. К понятию «патология» близко понятие «патогенез», кото- рое происходит от двух слов: греч. παθος – страдание (по Ари- стотелю, παθος – повреждение) и γενεσις – происхождение, развитие. Патогенез – это учение о механизмах развития, те- чения и исхода болезней, патологических процессов и патоло- гических состояний. Изучая патогенез леса, мы отвечаем на вопрос: как, каким образом возникло заболе- вание, т.е. выясняем механизмы развития болезни леса. К понятию «патология» близко понятие «патогенный» – болезнетворный, вызывающий болезнь. Понятие «мониторинг» было впервые введено Р. Менном в 1972 году на Стокгольм- ской конференции ООН и с тех пор постоянно развивается и обсуждается на различных международных конгрессах. Как и многие термины, которые пришли за последнее время в российскую науку из-за рубежа, понятие «мониторинг» носит междисциплинарный и не конкретный характер. Традиционные объекты мониторинга сегодня – это политические, эко- номические, социальные и научно-технические явления. С одной стороны, понятием «мониторинг» определяются процессы регулярного наблюде- ния за развитием и изменением какого-либо процесса, состояния, явления, их оценки и прогнози- рования, с другой – система организации, сбора, хранения, обработки и распространения информации об обследуемой системе или отдельных её элементах, ориентированная на информационное обеспечение процессов управления, которая позволяет судить о состоя- нии объекта мониторинга в любой момент и может обеспечить прогноз его развития. В нормативных документах лесоводства под термином «мониторинг леса» понимается си- стема наблюдений, оценки и прогноза состояния и динамики лесов в целях эффективного управления в области их использования, охраны, защиты и воспроизводства, сохранения и повышения продуктивности и устойчивости. Понятие «лесопатологический мониторинг» определяет систему наблюдений за со- стоянием лесов, нарушением их устойчивости, повреждением (поражением) вредителями, болезнями и другими природными и антропогенными факторами среды и за динамикой 74

этих процессов, обеспечивающей раннее выявление неблагополучного состояния насаж- дений, оценку и прогноз развития экологически неблагополучного состояния насаждений, оценку и прогноз развития экологически неблагополучных ситуаций для своевременного принятия решений по планированию и осуществлению эффективных природоохранных и лесозащитных мероприятий. Патогенными (болезнетворными, вызывающими болезнь) для леса могут выступать: биотические факторы – пораженность древостоев корневыми гнилями, бактериаль- ными и некрозно-раковыми заболеваниями, ветровал, бурелом, внутривидовая конкурен- ция, перестойность и пр.; абиотические факторы – переувлажнение, заболачивание, бедные почвы и пр.; антропогенные факторы – лесохозяйственная деятельность, пожары, последствия мелиорации, рекреационная нагрузка и пр. Биотические патогенные факторы. Зараженность древо- стоев гнилевыми и бактериальными болезнями распростране- на очень широко, в основном это корневая губка (Fomitopsis annosa), смоляной рак-серянка (Peridermium pini), опёнок осенний (Armillariella mellea), раневой рак и другие виды. Однако зараженность часто является лишь следствием пер- вичного ослабления под воздействием более значимых фак- торов. На практике первопричиной массовых усыханий ста- новится периферическая гниль, на что указывает появление опенка, однако в большинстве случаев опенок является след- ствием, а не причиной. Основной биотической причиной усыхания может являться бактериальное пораже- ние. Бактериоз как первичный агент проявляется в форме сопряженной инфекции при та- ких болезнях, как корневая губка, голландская болезнь ильмовых, трахеомикоз дуба, эн- дотиевый рак каштана. В большинстве случаев эти и другие патологии распространяются по следам жизнедеятельности бактериоза. Сам бактериоз как агент, хотя и первичен, но также является внешним фактором по отношению к хозяину и, соответственно, зависит от эндогенного биоритма иммунитета хозяина. Периодические изменения устойчивости насаждений связаны с биологическими особенностями разных пород. Во время снижения иммунной активности деревьев, что совпадает с периодичностью активности солнца, климатическими и прочими факторами, многократно возрастает вероятность бактериального поражения. При этом иммунитет де- рева или группы деревьев может быть подорван антропогенными воздействиями и поч- венно-климатическими стрессовыми факторами. Внутривидовая конкуренция в качестве причины неудовлетворительного состояния отмечается в высокополнотных древостоях жерднякового возраста. Значение этого факто- ра возросло в последние годы в связи с созданием большого количества чистых культур. Особенности таких причин как перестойность, ветровал и бурелом, в основном полностью отражаются в их названиях. Абиотические патогенные факторы. Бедные поч- вы в качестве причины ослабления не имеют широ- кого распространения, а вот переувлажнение и забо- лачивание отмечаются наиболее часто. Участки забо- лачивания характерны тем, что текущий отпад не превышает норму, но имеется значительное количе- ство ослабленных и сильно ослабленных деревьев. Это указывает на продолжение процессов ослабле- ния, и возможно, что в случае неблагоприятных кли- матических условий процесс активизируется. 75

Пожары, как правило, охватывают сосновые насаждения. Состояние насаждений по- сле пожара в значительной степени определяется его типом. Влияние беглых низовых по- жаров на насаждения незначительно и к сильному ослаблению не приводит. Устойчивые низовые пожары вызывают постепенное ослабление и частичное усыхание деревьев в древостоях в течение нескольких последующих лет. Комплекс почвенно-климатических факторов, включающий в себя влияние клима- тических аномалий, ветровальные явления, неблагоприятные почвенные условия, разви- тие очагов грибных и бактериальных инфекций – одна из основных причин неудовлетво- рительного состояния насаждений, так как часто невозможно выделить ведущую причину. Антропогенные патогенные факторы. Рубки главно- го пользования и последующая лесокультурная деятель- ность резко изменили структуру древостоев. Количество спелых насаждений в настоящее время снизилось за счет переруба лесосеки в наиболее доступных участках высо- копроизводительных хвойных древостоев. В то же время наблюдается тенденция увеличения количества участков перестойных древостоев, что связано с ограничитель- ным режимом лесопользования в защитных лесах, доля которых все время увеличивается. Так например, в Карелии площадь спелых и перестойных древостоев сократилась с 61 до 33 %, а площадь хвойных молодняков и средневозрастных насаждений увеличилась, соответственно, с 31 до 60 %. Аналогичная ситуация имеет место и в других лесистых ре- гионах России. Изменение породного состава в пользу хвойных пород по сравнению с лиственными связано с целенаправленной лесохозяйственной деятельностью по увеличению доли хвой- ных насаждений в структуре лесного фонда. Посадки лесных культур ели и сосны на лиственных вырубках и селекционные рубки ухода в смешанных древостоях привели к изменению и структуры бонитетов древостоев, так как лиственные породы произрастают на более богатых участках и, соответственно, имеют на этих землях более высокий бони- тет. Влияние рубок промежуточного пользования на состояние насаждений наиболее негативно, что обусловлено существующими технологиями, которые предусматривают разрубку волоков, применение при трелевке тяжелых гусеничных тракторов и трелевку хлыстами. Разрубка волоков приводит к резкому изменению светового режима. Снижение полноты способствует ветровалу и бурелому деревьев, создает предпосылки для развития смоляного рака. Повреждение корней и корневых лап при трелевке приводит к распро- странению таких болезней, как корневая губка и опенок. Интенсивность будущих усыханий усугубляется и определяется рубками всех видов в весенне-летний сезон, когда распространяются споры бактерий. При рубках в летний период, особенно в жару споры бактерий вместе с испарениями выносятся из слоев древе- сины свежих пней, порубочных остатков и транспортируемой влажной инфицированной древесины, поднимаясь восходящим воздушным потоком практически на любую высоту. Таким образом, возникает опасность заражения участков, находящихся на большом уда- лении от источника инфекции. Проводимые в неурочное время рубки являются опреде- ляющим фактором биогенного загрязнения окружающей среды. Усугубляет отрицательное влияние лесохозяйственной деятельности слабое разви- тие дорожной сети, в том числе и лесохозяйственных дорог, качество которых сильно за- висит от времени года и погоды. За счет этого лесоэксплуатационная нагрузка распро- страняется не на всю территорию лесхозов, а только на доступную в транспортном отно- шении. 76

В отдельных древостоях, расположенных рядом с железнодорожными станциями, домами отдыха и населёнными пунктами в качестве причины неудовлетворительного со- стояния отмечается рекреационная нагрузка, вытаптывание и свалки твёрдых отходов. Гидролесомелиоративные работы проводились в 50-80 годы прошлого века на огромной площади (около 1 млн. га) и прежде всего на сырых торфянистых и мокрых почвах. Влияние мелиорации на состояние древостоев проявляется не только на непосред- ственно мелиорированных землях, которые сейчас активно заболачиваются, но и отчетли- во выражено на возвышенных элементах рельефа, окруженных мелиорированными пло- щадями, где происходит усыхание древостоев от недостаточного увлажнения. Площадь таких возвышенных участков примерно равна площади мелиорации. 2.2.1 Определение зон слабой, средней и сильной лесопатологической угрозы Защита леса от вредителей (патогенный биотический фактор) – обязательная состав- ная часть лесозащиты, целью которой является поддержание, сохранение и повышение ресурсного потенциала и биологического разнообразия лесов России, являющихся не только отечественным, но и мировым богатством. Массовые размножения вредителей, так же как и эпифитотии (греч. epi – на, у, среди, phyton – растение) – массовое развитие ин- фекционной болезни растений на значительной территории в определённый период, пред- ставляют собой одну из форм реакции лесных биогеоценозов на снижение или нарушение их устойчивости под влиянием внешних и внутренних факторов. Поэтому эффективное воздействие на насекомых и возбудителей инфекционных болезней возможно лишь опо- средованно через воздействие на лесные экосистемы в целом, хотя это и не исключает применения для защиты лесов мощного и разнообразного арсенала методов и средств. Сложилось два стратегических направления защиты леса: сохранение биологической устойчивости лесных биогеоценозов (от греч. βίος – жизнь и κοινός – общий) – исторически сложившихся совокупностей животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное простран- ство; снижение ущерба от вредителей и болезней путем поддержания уровня численности вредителей и степени развития болезней ниже хозяйственно ощутимого порога. Лесозащитная деятельность в лесах России регламентируется в соответствии со ста- тьей 55 Лесного кодекса Российской Федерации Правилами санитарной безопасности в лесах, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 29 июня 2007 г. № 414. Правила санитарной безопасности в лесах устанавливаются для каждого лесного района Российской Федерации, вводят единый порядок и условия организации защиты лесов от вредных организмов, а также от воздействий на леса других негативных факторов и санитарные требования к использованию лесов, направленные на обеспечение санитарной безопасности. В целях обеспечения санитарной безопасности в лесах осуществляются: лесозащитное районирование – определение зон слабой, средней и сильной лесопа- тологической угрозы; лесопатологические обследования и лесопатологический мониторинг; авиационные и наземные работы по локализации и ликвидации очагов вредных ор- ганизмов; санитарно-оздоровительные мероприятия – вырубка погибших и поврежденных лес- ных насаждений, очистка лесов от захламления, загрязнения и иного негативного воздей- ствия; установление санитарных требований к использованию лесов. 77

Лесозащитное районирование – вид специального природного районирования, глав- ной отличительной особенностью которого является разделение лесной территории на ча- сти по принципу общности комплексов насекомых и болезней леса и их вредоносности. Лесозащитное районирование заключается в определении зон слабой, средней и сильной лесопатологической угрозы. Критерием для определения зон лесопатологической угрозы служит степень повреждения лесов вредными организмами с учетом целевого назначения лесов, их экологической и хозяйственной ценности. Для каждой зоны лесопа- тологической угрозы органами государственной власти и органами местного самоуправ- ления определяются требования, учитываемые при проведении лесопатологического мо- ниторинга и осуществлении лесозащитных мероприятий, а также устанавливаются крите- рии для определения мероприятий по защите лесов. Основными задачами районирования являются классификация и картирование тер- ритории с учетом лесопатологической ситуации и соответствующих им систем лесоза- щитных мероприятий. В качестве примера подобной карты территории представлена кар- та-схема лесов Краснодарского края. Рисунок 20 – Пример схемы размещения зон лесопатологической угрозы и лесозащитных районов Краснодарского края При лесозащитном районировании учитываются лесорастительные зоны, ареалы насекомых вредителей и болезней леса, частота проявления и периодичность вспышек массового размножения вредителей леса и возникновения эпифитотий и относительная площадь очагов вредителей и болезней в долях от площади лесов зоны (региона) и их вре- доносность. Известно, что зоной постоянных вспышек массового размножения являются леса степной и лесостепной зон, подтаежные и горно-лесостепные леса. Реже, но также на больших площадях очаги возникают в зоне хвойно-широколиственных лесов и в подзоне южной тайги Сибири. В подзоне средней тайги очаги имеют локальный характер и наблюдаются в основном в Сибири. В пределах России имеются территории с минималь- ной (раз в сто лет) и максимальной (ежегодной) встречаемостью очагов наиболее распро- страненных вредителей. 78

Методика определение зон лесопатологической угрозы. Определение зон лесопато- логической угрозы осуществляется в соответствии с «Руководством по проектированию, организации и ведению лесопатологического мониторинга», введённого приказом Лесхоза от 29 декабря 2007 года № 523. В основе методики находит расчёт на интервале времени не менее 5 лет напряжён- ности лесопатологической ситуации, которая характеризуется значениями векторного по- казателя: интенсивность воздействия неблагоприятных факторов – отношение суммы площа- дей поражённых очагами вредителей, болезнями леса, пожарами и другими факторами ослабления (га) ко всей покрытой лесом площади (тыс. га), умноженное на 10; объёмы санитарно-оздоровительных лесозащитных мероприятий (СОМ) – сумма площадей сплошных и выборочных санитарных рубок (га); объемы истребительных мероприятий – сумма площадей всех видов истребительных мероприятий в очагах вредителей и болезней (га); интенсивность усыхания лесов – отношение площади погибших насаждений (га) ко всей покрытой лесом площади (тыс. га), умноженное на 100; доля лесов с нарушенной устойчивостью – отношение площади насаждений неудо- влетворительного санитарного состояния (га) ко всей покрытой лесом площади (тыс. га), умноженное на 10; экологическая оценка лесов – доля защитных лесов и особо охраняемых природных территорий от всей покрытой лесом площади (%); хозяйственная оценка лесов – доход от реализации древесины и других полезностей леса (тыс. руб.), приходящийся на 1 тыс. га покрытой лесом площади; суммарная вредоносность неблагоприятных факторов. Суммарная вредоносность неблагоприятных факторов является интегральным пока- зателем и рассчитывается в баллах по формуле: Вр = К1×Вр1 + К2×Вр2 + … + Кi×Врi, где Кi – доля i-го неблагоприятного фактора от общей площади воздействия неблаго- приятных факторов, принятых за единицу; Врi – балл вредоносности для i-того фактора. Оценка вредоносности причин ослабления лесов i-го фактора проводится по 10- бальной шкале на основе показателей: вид вредителя (болезни, неблагоприятного фактора), который не должен содержать обобщающих наименований. Например, записи «пожары, гнилевые болезни» должны конкретизироваться – вид пожар, вид болезни; количество очагов – суммарное за весь период наблюдения, одинаковый для всех учитываемых неблагоприятных факторов, га; количество погибших насаждений, который определяется как сумма по фактору за весь период наблюдения, га. Оценка значения показателя вредоносности Врi проводится на основе анализа мно- голетних наблюдений Центров защиты леса, базы данных Рослесозащиты и осуществля- ется с учетом научно-практических рекомендаций. Значения элементов векторного показателя напряжённости лесопатологической си- туации находятся в различных мерных единицах и для дальнейшего применения ранжи- руются на основе шкалы 5-балльной оценки показателей районирования, сведённых в таблицу, и зависят от особенностей субъектов Российской Федерации, на территории ко- торого осуществляется районирование. Для получения балльных оценок используется ме- тод коллективной экспертизы. Ниже приведён пример содержания таблицы балльной оценки показателей районирования. 79

Таблица 7 – Пример шкалы балльной оценки показателей районирования Оценка в баллах Показатели районирования 1 2 3 4 5 Интенсивность воздействия не- 0,1-10 10,1–30,0 30,1–70,0 70,1–100,0 > 100,0 благоприятных факторов, усл. ед. Суммарная вредоносность небла- < 1,0 1,1–3,0 3,1–5,0 5,1–7,0 > 7,0 гоприятных факторов, баллы Объемы санитарно- 0–100 101–300 301-700 701-1000 >1000 оздоровительных мероприятий, га Объемы истребительных лесоза- 0–100 101–300 301-700 701-1000 >1000 щитных мероприятий, га Интенсивность усыхания лесов, 0–100 101–300 301-700 701-1000 >1000 усл. ед. Доля лесов с нарушенной 0–100 101–300 301-700 701-1000 >1000 Устойчивостью, усл. ед. Экологическая оценка лесов, %% 0–10 11–30 31-60 61-90 >90 Хозяйственная оценка <10 11–20 21-30 31-40 >40 лесов, тыс. руб. Для определения степени лесопатологической угрозы, являющегося интегральным показателем и рассчитываемым на основе векторного показателя напряжённости лесопа- тологической ситуации, лесного района, лесозащитного района или лесничества (лесопар- ка) полученные балльные оценки показателей районирования суммируются. Примерные значения для отнесения к зонам лесопатологической угрозы: зона слабой лесопатологической угрозы – общая оценка до 5-10 баллов; зона средней лесопатологической угрозы – общая оценка 11-25 баллов; зона сильной лесопатологической угрозы – общая оценка выше 25 баллов. Следует учитывать, что не обязательно в каждом субъекте Российской Федерации должны присутствовать все три зоны лесопатологической угрозы. Обычно их бывает меньше, особенно для небольших по площади субъектов. На основании однородности ле- сохозяйственных и лесорастительных условий в пределах зон лесопатологической угрозы выделяются лесозащитные районы. С этой целью используют лесорастительные, лесохо- зяйственные, ландшафтные и другие карты, а также знания по доступности участков леса и пространственному распределению основных неблагоприятных факторов. Результаты формализуются в таблице и наносятся на карту. Согласно классификатору картируемыми слоями на тематических картах (схемах) лесозащитного районирования являются зоны слабой, средней и сильной лесопатологиче- ской угрозы. Уровень масштаба тематических карт (схем) 1:200000, 1:50000, 1:25000. Для разработки тематических карт (схем) используются снимки с разрешением 30, 5-15 и 1-4 метра. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. 80

2.2.2 Выявление территорий не удовлетворительного лесопатологического состояния лесов, определение причин его возникновения Лесопатологический мониторинг (ЛПМ) представляет собой систему наблюдений за состоянием лесов, нарушением их устойчивости, повреждением (поражением) вредными организмами и другими негативными воздействиями природного и антропогенного харак- тера, наблюдений за неблагоприятными факторами, влияющими на состояние лесов, а также систему их оценки и прогноза. При проведении лесопатологического мониторинга (ЛПМ) обеспечивается: установление причин повреждения (поражения), ослабления и гибели лесов; прогноз развития в лесах патологических процессов и явлений, а также оценка их возможных последствий; проведение оценки эффективности санитарно-оздоровительных мероприятий, авиа- ционных и наземных работ по локализации и ликвидации очагов вредных организмов; подготовка обзоров санитарного и лесопатологического состояния лесов, рекомен- даций по обеспечению санитарной безопасности в лесах; сбор информации о состоянии лесов, её хранение, обработка и своевременное дове- дение до участников лесных отношений. Объектами ЛПМ являются леса Российской Федерации, опасные для леса вредные организмы, в том числе карантинные виды, и другие факторы, негативно влияющие на со- стояние лесов. Основными элементами (способами) осуществления ЛПМ являются: наземные регулярные наблюдения за состоянием объектов ЛПМ выборочными ме- тодами; дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов и лесопатологической обстановкой; лесопатологическая таксация; учеты численности вредителей и развития болезней; экспедиционные обследования. Основной целью наземных регулярных наблюде- ний за состоянием объектов ЛПМ выборочными методами на основе стратификации участков лес- ного фонда является своевременное обнаружение опасных отклонений в санитарном и лесопатологи- ческом состоянии лесов. Наземные регулярные наблюдения за состоянием объектов ЛПМ осу- ществляются на сети постоянных пунктов наблю- дения (ППН), размещенных с учетом выделенных однородных групп (страт) лесных насаждений, сходных по основным таксационным показателям. Периодичность осуществления наблюдений за состоянием объектов ЛПМ и количе- ство постоянных пунктов наблюдения с учетом заданной точности определяются в зави- симости от зоны лесопатологической угрозы: зона сильной лесопатологической угрозы – раз в 1- 2 года; зона средней лесопатологической угрозы – раз в 1- 3 года; зона слабой лесопатологической угрозы – не реже 1 раз в 5 лет. Формирование сети пунктов наблюдения определяется Руководством по проектиро- ванию, организации и ведению лесопатологического мониторинга, введённого приказом Лесхоза от 29.12.2007 № 523, за рубежом при организации регулярных наблюдений часто 81

используются рекомендации международной программе ICP-Forests (International Co- operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forests). Основной целью дистанционных наблюдений является своевременное обнаружение опасных отклонений в санитарном состоянии лесов, а также предварительная оценка раз- меров повреждений. Дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов преду- сматривают космическую и авиационную съемку, аэровизуальное обследование лесов. Дистанционные наблюдения могут представлять собой регулярные выборочные наблюде- ния, либо специальные обследования при возникновения массовых повреждений лесов. В зависимости от объекта и задач лесопатологического мониторинга при планировании дистанционных наблюде- ний определяются масштаб (пространственное разрешение) авиационной и (или) космической съемки, вид изображе- ний, спектральное разрешение, время и периодичность съемки, необходимые технические и программные средства для их обработки и анализа. Оценка состояния лесов способом дистанционных наблюдений осуществляется путем дешифрирования мате- риалов дистанционного зондирования Земли, распознава- ния на них признаков повреждения и гибели лесных насаж- дений. Рисунок 21 – Аэрофотоснимок смешанного леса с ельни- ком, пораженным короедом-типографом в разной степени, и результат его обработки Дешифрирование материалов ДЗЗ проводится с привлечением результатов наземных наблюдений за состоянием объектов лесопатологического мониторинга на тестовых участках. Тестовым может быть любой участок леса, по которому имеется характеристика состояния древостоя на момент производства съёмки. Предпочтение отдаётся тестовым участкам леса, на которых имеется ППН. Дешифрирование материалов ДЗЗ может быть визуальным (глазомерным, аналити- ческим), измерительным, автоматическим (машинным), а также комплексным – аналити- ко-измерительным или автоматизированным (интерактивным, человеко-машинным). При визуальном дешифрировании изучаемый объект описывается на основе призна- ков дешифрирования его изображения на материалах ДЗЗ, видимых невооруженным гла- зом или с помощью приборов. При измерительном дешифрировании все или некоторые параметры и характеристики объектов ЛПМ измеряют на изображении с помощью изме- рительных инструментов, приборов, устройств и специальных программных продуктов. При аналитико-измерительном дешифрировании сочетается визуально-логический анализ изображения с измерением различных параметров дешифрируемых объектов. Автоматическое дешифрирование основано на распознавании по спектральным и морфометрическим характеристикам дешифрируемых объектов их количественных и ка- чественных показателей. В этом случае процесс дешифрирования выполняется с помо- щью специальных программных продуктов для обработки изображений. Автоматизированное (интерактивное, или человеко-машинное) дешифрирование со- четает в себе элементы аналитико-измерительного дешифрирования, выполняемого экс- пертом по изображению на экране компьютера, с автоматическим дешифрированием. В этом случае анализируются и обрабатываются материалы ДЗЗ с помощью специальных программных средств обработки изображений при активном участии эксперта. 82

Для обнаружения повреждений отдельных деревьев используются материалы ДЗЗ высокого пространственного разрешения, на которых опознаются повреждения части крон или отдельных ветвей в кронах деревьев. При значительном повреждении крон деревьев с увеличением линейных размеров участков поврежденного леса или погибших насаждений, используются материалы ДЗЗ с меньшим пространственным разрешением. Таблица 8 – Типичные размеры объектов лесопатологического дешифрирования Распознаваемые Минимальные Необходимые Объекты структурные размеры материалы дешифрирования детали объектов на съемок изображения местности Незначительные Сверх крупномасштабные повреждения (до 1/3 кроны) (крупнее 1:1000) и Ветви 0,1 - 0,3 м отдельных деревьев крупномасштабные (ослабленные деревья) аэрофотоснимки и куртин масштаба 1:1000 - 1:3000 Значительные повреждения Крупномасштабные (до 2/3 кроны и более) аэрофотоснимки: отдельных деревьев (сильно Ветви 0,3 - 0,5 м масштаб 1:3000 - 1:5000; ослабленные, усыхающие и Кроны 2-4м масштаб 1:5000 - 1:7000 усохшие деревья) и куртин (конверсионные КС) Среднемасштабные аэрофотоснимки: Насаждения разной Кроны, биогруппы 5 - 10 м масштаб 1:10000 степени повреждения: (конверсионные КС); слабой и средней Куртины более 0,25 га масштаб 1:10000 - 1:15000 сильной (сплошной) Выдел более 10 га Космические снимки с разрешением 10 - 40 м Скопление мертвого леса Среднемасштабные независимо от происхождения: аэрофотоснимки: в защитных лесах Выдел 3–15 га масштаб 1:10000–1:15000 (конверсионные КС) в эксплуатационных Выдел более 10 га Космические снимки с (резервных) лесах разрешением 10 - 40 м Дешифрирование материалов съемок включает следующие этапы: привязка снимков – определение пространственного (географического) положения изображения и осуществляется при помощи топографических карт или с использованием специальных программных продуктов и навигационных данных. Ориентирами и опорны- ми точками для привязки служат места взаимного пересечения элементов гидрографиче- ской сети, дорог, трасс коммуникаций, просек, а также населенные пункты и другие, надежно опознаваемые объекты; обнаружение объектов – выделение различных рисунков изображения, характерных для дешифрируемых объектов или их групп; опознавание объектов – или их идентификация включает анализ комплекса прямых признаков дешифрирования тона (цвета), формы, рисунка (структуры, текстуры), разме- ров изображения и элементов рисунка, определяющих физиономичность изображенных объектов, а также косвенных признаков, указывающих на сопряженность распознаваемых объектов с другими объектами или природными и антропогенными особенностями; интерпретация – заключается в определении характеристик дешифрируемых объек- тов по прямым и косвенным признакам в зависимости от тематической направленности дешифрирования; 83

экстраполяция – включает идентификацию аналогичных объектов на всей террито- рии, которая получает изображение на одном снимке или нескольких снимках, получен- ных при одних и тех же атмосферно-оптических условиях съемки. Для повышения достоверности работ по оценке состояния насаждений применяются материалы ДЗЗ за июль - август, когда в древесном пологе появляется свежий сухостой. Одной из разновидностей дистанционного зондирования является авиалесопатоло- гическая таксация. Общие принципы и порядок организации этих работ установлен в Пра- вилах организации и осуществления авиационных работ по охране и защите лесов, По- становление Правительства РФ от 19 июня 2007 г. № 385. Авиалесопатологическая таксация выполняет- ся подготовленными специалистами при обяза- тельном участии летчика-наблюдателя. Рабочими документами при авиалесопатологической такса- ции служат топографическая карта в масштабе не менее 1:200000. При авиалесопатологической таксации должны использоваться электронные топографические карты, спутниковая навигация и специальные программные продукты, обеспечи- вающие пространственную привязку контуров оцениваемых лесных участков. На карту наносятся лесные массивы, в которых наиболее вероятное нахождение ре- зерваций и возникновение вспышек массового размножения опасных вредителей леса, вырубки, гари и прочие хорошо опознаваемые объекты внутри таких лесных массивов. На топографической карте осуществляется планирование полетов по точкам, с хо- рошо опознаваемыми с воздуха объектами. Авиалесопатологическая таксация планирует- ся на июнь - начало июля в период наиболее заметного объедания хвои. Проводится с вы- соты в 400-500 м по маршрутам, запланированным камерально. Расстояние между марш- рутами может назначаться от 4 до 10 км в зависимости от рельефа местности, местона- хождения древостоев и лесопатологической ситуации. Общая протяженность полетов при авиалесопатологической таксации должна составлять 1000 - 2500 км на каждый миллион гектаров обследуемой площади. Степень повреждения полога древостоев хвое- и листогрызущими вредителями оце- нивается по шкале: слабое – при потере хвои (листвы) до 25%; среднее – до 50%; сильное – до 75%; сплошное – свыше 75%. Степень усыхания насаждений оценивается по проценту усыхающих и сухостойных деревьев в них с ошибкой не более 20%. Предельно малой нормой подлежащих выявлению при авиалесопатологической так- сации неблагополучных насаждений может считаться: повреждение полога хвоегрызущими – 25%; наличие усыхающих и свежих сухостойных деревьев – 10%; наличие сухостоя прошлых лет – 20%; ветровальники и свежие гари – 10 га. Контуры выявленных методами лесопатологического дешифрирования и авиалесо- патологической таксации участков леса должны быть описаны последовательностью то- чек, позиционированных в системе географических координат WGS-84. Допускается ра- бота с бумажными формами с последующим созданием электронного документа установ- ленного формата. 84

Согласно классификатору при решении задач выявления территорий неудовлетвори- тельного лесопатологического состояния лесов и определения причин его возникновения, картируемыми слоями на тематических картах (схемах) санитарного состояния лесов яв- ляются очаги воздействия вредных организмов, гари, ветровалы, погибшие и повреждён- ные лесные насаждения слабой, средней и сильной лесопатологической угрозы. Уровень масштаба тематических карт (схем) 1:50000, 1:25000 и 1:10000. Для разра- ботки тематических карт (схем) используются снимки с разрешением 5-15 и 1-4 метра. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. Сезон съёмки бесснежный, время съёмки зависит от многих факторов. Например, июнь - начало июля является периодом наиболее заметного объедания хвои. 2.2.3 Лесопатологическая таксация Лесопатологическая таксация является эле- ментом лесной таксации и входит в состав функ- циональных объектов лесопатологического мони- торинга, определяет систему измерения, оценки состояния и учёта «здоровья леса» относительно биотических, абиотических и антропогенных па- тогенных факторов. Организуется и проводится на основе результатов наземных наблюдений за состоянием объектов лесопатологического мони- торинга и дистанционных наблюдений за сани- тарным и лесопатологическим состоянием лесов, а также лесопатологического обследования. При лесопатологической таксации осуществляются визуальная оценка состояния лесных насаждений, численности и распространения вредных организмов, а также учет плотности вредных организмов, в том числе с применением инструментальных измере- ний. Основной целью лесопатологической таксации является сбор информации о санитар- ном состоянии участков леса (степень захламления, усыхания, загрязнения) и (или) их ле- сопатологическом состоянии (степень повреждения вредными организмами). Полученная информация характеризует участки леса определенной площади и местоположения. С ки- бернетической точки зрения организация и процесс получения данной информации явля- ется измерением. Результаты полученных лесопатологических измерений должны отвечать условиям возможности определения лесопатологического состояния насаждений, являющегося ка- чественной характеристикой по комплексу признаков, в том числе, по повреждённости (заселенности) насаждений вредителями, болезнями или другими неблагоприятными фак- торами, уровню их численности и особенностям распространения. Лесопатологическое состояние насаждений определяет решение задач прогнозиро- вания в комплексе функциональных задач лесопатологического мониторинга и принятия решений управления лесными ресурсами как системой. Лесопатологическая таксация является самостоятельным элементом лесопатологи- ческого мониторинга, проводится в комбинации с дешифрированием материалов дистан- ционного зондирования, для проверки данных лесопатологических обследований и оцен- ки эффективности лесозащитных мероприятий. Лесопатологический мониторинг способом лесопатологической таксации проводит- ся в случаях: выявления на постоянных пунктах наблюдения (ППН) численности вредителей, спо- собной угрожать жизнеспособности насаждений; 85

выявления на ППН опасных отклонений в санитарном состоянии, согласно Руковод- ству по проектированию, организации и ведению лесопатологического мониторинга, вве- дённого приказом Лесхоза от 29 декабря 2007 года № 523; проверки и уточнения информации, полученной с помощью дистанционных мето- дов; проверки данных лесопатологических обследований; проверки эффективности лесозащитных мероприятий. В первую очередь лесопатологическая таксация проводится в насаждениях ценных древесных пород, защитных лесах, лесах, расположенных в зонах техногенного загрязне- ния, пострадавших от стихийных бедствий, пожаров, вредных организмов, и других нега- тивных воздействий природного и антропогенного характера. При лесопатологической таксации, проводимой в целях уточнения обнаруженных на постоянных пунктах наблюдения опасных отклонений, охватываются насаждения всей страты, в которой они обнаружены. Маршруты лесопатологической таксации должны пе- ресекать большую часть выделов, составляющих страту. Размеры экстраполяции не долж- ны превышать 30% площади страты. Лесопатологическая таксация осуществляется путем глазомерного распределения запаса на выделе (оцененного последним лесоустройством) пород древостоя, составляю- щих три и более единиц состава, по категориям состояния деревьев, а также определение признаков, повреждения деревьев и причин ослабления насаждения в целом. Таблица 9 – Шкала категорий состояния деревьев Признаки категорий состояния Категории деревьев Хвойные Лиственные 1 - без признаков Крона густая, хвоя (листва) зелёная, ослабления прирост текущего года нормального размера для данной породы, (здоровые) возраста и условий местопроизрастания Крона разреженная; Крона разреженная; хвоя светло-зеленая; хвоя светлозелёная; прирост уменьшен, но не более, чем 2 - ослабленные прирост уменьшен, но не более, чем наполовину; наполовину; отдельные ветви засохли; отдельные ветви засохли единичные водяные побеги Крона ажурная; Крона ажурная; хвоя светло-зеленая, матовая; листва мелкая, светлозелёная; при- 3 - сильно прирост слабый, менее половины рост слабый, менее половины обычно- ослабленные обычного; го; усыхание ветвей до 2/3 кроны усыхание ветвей до 2/3 кроны; обиль- ные водяные побеги Крона сильно ажурная; Крона сильно ажурная; листва мелкая, редкая, светло- хвоя серая, желтоватая или желто- зеленая или желтоватая; 4 - усыхающие зеленая; прирост очень слабый или отсутству- прирост очень слабый или отсутствует; ет; усыхание более 2/3 ветвей усыхание более 2/3 ветвей Хвоя серая, желтая или 5 - свежий Листва увяла или отсутствует; красно-бурая; сухостой частичное опадение коры частичное опадение коры Живая хвоя (листва) отсутствует; 6 - старый кора и мелкие веточки осыпались частично или полностью; сухостой стволовые вредители вылетели; на стволе грибница дереворазрушающих грибов 86

Ветровальные, буреломные и снеголомные деревья учитываются отдельно. При рас- чёте средней категории состояния они приравниваются к свежему или старому сухостою. Свежим ветровалом, буреломом или снеголомом считаются стволы деревьев, погибших не более чем за два года до момента обследования. Буреломными (снеголомными) являются деревья со сломом ствола ниже одной трети протяженности кроны, считая от вершины. Ветровальными являются поваленные или наклоненные деревья с обрывом более трети корней. Для уточнения данных лесопатологической таксации закладываются временные пробные площади. Объемы лесопатологической таксации и временных пробных площа- дей должны обеспечивать достоверную оценку средних значений запаса деревьев по кате- гориям состояния главной лесообразующей породы. При обнаружении несоответствий фактических таксационных показателей таксаци- онному описанию, которые могут существенно повлиять на достоверную оценку показа- телей лесопатологической таксации, по этому участку осуществляется таксация древостоя в соответствии с лесоустроительной инструкцией. Предельно малой нормой сухостоя и валежа, подлежащей выявлению при лесопато- логической таксации является величина, вдвое превышающая естественный отпад, но не менее 10 м3/га. При лесопатологической таксации насаждений определяются размеры по- вреждения хвои и листвы древостоев на момент обследования, интенсивность объедания хвои (листвы). Наличие вредителей на разных фазах развития и следов их деятельности обнаруживается визуально осмотром крон деревьев, отдельных ветвей, стволов, лесной подстилки. В очагах хвое- и листогрызущих вредителей лесопатологическая таксация насажде- ний с целью определения санитарного состояния проводится только после восстановления ассимиляционного аппарата (для весенней группы вредителей – в конце вегетационного периода, для летней и осенней – на следующий год). В древостоях с наличием дефолиации приводят только распределение по степени объедания. При неоднородности санитарного и лесопатологического состояния выдела выделя- ется и описывается его часть, обладающая однородными характеристиками (лесопатоло- гический выдел). Минимальная площадь лесопатологического выдела в зоне сильной ле- сопатологической угрозы – 0,1 га, в зоне средней лесопатологической угрозы – 0,5 га, в резервных лесах – 1 га. Обработка информации по результатам лесопатологической таксации, учетов чис- ленности вредителей и развития болезней, включая информацию, полученную путем де- шифрирования материалов дистанционного зондирования Земли и при экспедиционных обследованиях должна обеспечивать периодический расчет следующих показателей: удельная площадь земель лесного фонда, покрытых лесной растительностью, по- гибших от пожаров, как частное от деления суммы площадей участков, погибших от по- жаров на покрытую лесом площадь; удельная площадь земель лесного фонда, покрытых лесной растительностью, по- гибших от вредителей и болезней, как частное от деления суммы площадей участков, по- гибших от вредных организмов и других неблагоприятных факторов на покрытую лесом площадь; индекс поврежденности лесов, как частное от деления суммы площадей лесных участков, имеющих любые выявленные признаки повреждения, деленное на покрытую лесом площадь; индекс дефолиации лесов, как частное от деления суммы площадей лесных участков с дефолиацией крон более 25%, деленное на покрытую лесом площадь. Степень ослабления (состояние) насаждения на выделе в целом или каждой древес- ной породы определяется как средневзвешенная величина оценки распределения запаса деревьев разных категорий состояния. 87

Средневзвешенная величина оценки степени ослабления для каждой породы рассчи- тывается по формуле: Кср = (Р1×К1+ Р2×К2+ Р3×К3+ Р4×К4+ Р5×К5)/100, где Кср – средневзвешенная величина состояния породы; Рi – доля каждой категории состояния в процентах; Кi – индекс категории состояния дерева (1 - здоровое, 2 - ослабленное, 3 - сильно ослабленное, 4 - усыхающее, 5 – свежий и старый сухостой, ветровал, бурелом). Средневзвешенная величина для насаждения рассчитывается по формуле: Кнас = (Н1×Кср1+ Н2×Кср2+ Нi×Ксрi)/10, где Кнас – средневзвешенная величина состояния насаждения; Нi – доля породы в составе древостоя; Ксрi – средневзвешенная величина состояния каждой породы. Если значение средневзвешенной величины оценки не превышает 1,5 - насаждение относят к здоровым; 2,5 - к ослабленным; 3,5 - к сильно ослабленным; 4,5 - к усыхающим; более 4,5 - к погибшим. Согласно классификатору при решении задач лесопатологической таксации карти- руемыми слоями на тематических картах (схемах) санитарного состояния лесов являются очаги воздействия вредных организмов, гари, ветровалы, погибшие и повреждённые лес- ные насаждения. Уровень масштаба тематических карт (схем) 1:25000 и 1:10000. Для раз- работки тематических карт (схем) используются снимки с разрешением 5-15 и 1метр. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. Сезон съёмки бесснежный, время съёмки зависит от многих факторов. Например, после восстановления ассимиляционного аппарата (для весенней группы вредителей – в конце вегетационного периода, для летней и осенней – на следующий год). 2.2.4 Прогноз развития наблюдаемых в лесах патологических процессов и явлений, а также проведение оценки их возмож- ных последствий Надзор за появлением и распространением вредителей и болезней леса (лесопатоло- гический надзор) составляет необходимую и обязательную часть лесопатологического мониторинга. Лесопатологический надзор. Лесопатологический надзор представляет собой систе- му постоянных и периодических наблюдений, обследований и учётов для контроля за по- явлением, развитием и распространением вредителей и болезней и их очагов и состоянием насаждений, составление обзоров-прогнозов для оценки возможной угрозы и своевремен- ного планирования, эффективной организации и проведения лесозащитных мероприятий. Выполняется с помощью дистанционных и наземных методов и подразделяется на общий и специальный (рекогносцировочный и детальный). Общий лесопатологический надзор проводится всеми лесными специалистами и арендаторами лесных территорий в процессе их повседневной работы. Заключается в вы- явлении случаев массового усыхания и повреждения леса вредителями и поражения бо- лезнями с немедленным оповещением – сигнализацией о наблюдаемых явлениях органов управления лесным хозяйством с последующей проверкой этих сигналов специалистами защиты леса. 88

Граждане и юридические лица, осуществляющие использование, охрану, защиту и воспроизводство лесов, в случае обнаружения погибших или поврежденных вредными организмами, иными природными и антропогенными воздействиями лесных насаждений обязаны в 5-дневный срок с даты обнаружения таких насаждений проинформировать об этом органы государственной власти или органы местного самоуправления, предоставив- шие лесные участки для использования или являющиеся заказчиками соответствующих работ по охране, защите, воспроизводству лесов. Эти органы при получении информации, обязаны организовать лесопатологическое обследование с целью уточнения состояния лесных насаждений и учета численности и распространения вредных организмов. После получения информации о результатах лесопатологического обследования в 30-дневный срок определяется необходимость мероприятий по защите лесов. Специальный лесопатологический надзор выполняют специалисты лесозащиты. Это система сбора, анализа и использования информации о вредителях и болезнях леса, о со- стоянии насаждений в их очагах с целью получения показателей для прогноза развития очагов, своевременного планирования и осуществления лесозащитных мероприятий. Он устанавливается, как правило, за определёнными объектами надзора, какими могут быть опасные и наиболее распространенные в конкретных регионах или природных зонах виды вредителей и болезней, и другие факторы негативного воздействия на леса. Специальный надзор подразделяется на рекогносцировочный и детальный. Рекогносцировочный лесопатологический надзор осуществляется дистанционными и наземными методами по визуальным признакам повреждения или поражения в периоды, когда эти признаки наиболее заметны. Он проводится на заранее выбранных маршрутах и участках насаждений, где ранее были замечены, действуют или ожидаются очаги вреди- телей или имеются насаждения с нарушенной устойчивостью. Информация, поученная при рекогносцировочном надзоре, используется для назначения срочных лесозащитных мероприятий и для выбора мест последующего проведения детального надзора. Лесопатологический детальный надзор – надзор за состоянием, повреждённостью (поражённостью) леса вредителями и болезнями, осуществляемый на участках (пунктах) постоянного наблюдения, где проводится учет численности (плотности), структуры и жизнеспособности популяций вредителей и установление характера распространения и степени развития болезней леса с целью получения информации о динамике численности опасных вредителей и особенностях распространения и развития опасных болезней леса. Детальный лесопатологический надзор осу- ществляется преимущественно наземными метода- ми на участках постоянного наблюдения. На них ежегодно или периодически проводится учёт чис- ленности (плотности) популяций вредителей, анализ их структуры и жизнеспособности. Методы деталь- ного лесопатологического надзора разработаны применительно к разным группам и видам вредите- лей, они соответствуют их биологии и особенностям распространения в лесах. Информация детального надзора используется для оценки фазы развития очагов и динамики численности вредителей леса. На основании материалов детального лесопато- логического обзора осуществляется прогноз развития очагов, определяется угроза пред- стоящего повреждения лесов, их возможного ослабления и усыхания, и принимается ре- шение о целесообразности назначения лесозащитных мероприятий. Наиболее часто применяемыми показателями, характеризующими популяции лес- ных насекомых являются следующие показатели: 1. Плотность популяции: 89

экологическая – число особей вредителей на единицу кормового субстрата – 100 г хвои или листвы, 1 дм2 луба, 1.дм3 древесины; абсолютная – число особей на единицу площади (1 га, 1 м2); относительная – число особей на единицу учёта (дерево, ветвь, лист, ловушку и пр.). 2. Плотность популяции: экологическая – число особей вредителей на единицу кормового субстрата – 100 г хвои или листвы, 1 дм2 луба, 1.дм3 древесины; абсолютная – число особей на единицу площади (1 га, 1 м2); относительная – число особей на единицу учёта (дерево, ветвь, лист, ловушку и пр.). 3. Встречаемость – доля выборочных единиц учёта (площадок, палеток, модельных ветвей и пр.) с вредителем от всей выборки. 4. Коэффициент размножения – соотношение между числом (плотностью) особей мо- лодого поколения к числу (плотности) особей родителей. 5. Выживаемость – отношение числа выживших особей к числу отродившихся. 6. Смертность – величина обратная выживаемости. 7. Структура популяции: половой индекс – соотношение самок и самцов, или доля самок в популяции; соотношение здоровых, больных и погибших от энтомофагов особей насекомых; доля диапаузирующих особей в популяции. 8. Масса яиц, куколок, коконов, г, 9. Плодовитость самок потенциальная и фактическая, шт. яиц. Для примера на рисунке представлена плотность очагов и болезней леса на май 2012 года, по данным ФБУ «Российский центр защиты леса». Рисунок 22 – Плотность очагов и болезней леса на май 2012 года, га/тыс.га лесопокрытой площади Очагами вредных организмов считаются территории лесов, на которых численность (концентрация) вредных организмов и повреждения, нанесенные ими, угрожают жизне- способности лесных насаждений. Отнесение территории лесов к очагам вредных организ- мов осуществляется по результатам лесопатологического обследования или лесопатоло- гического мониторинга. Для решения вопроса о необходимости проведения мероприятий 90

по локализации и ликвидации очагов вредных организмов осуществляется контрольное лесопатологическое обследование, по результатам которого принимается решение о целе- сообразности их проведения, сроках и объемах работ. Лесопатологический прогноз. По результатам специального лесопатологического надзора осуществляют прогноз в защите леса – вероятностная научно обоснованная оцен- ка будущего изменения численности вредных насекомых, распространения их очагов, степени повреждения насаждений и ожидаемого ущерба. Основная цель прогнозов – эффективное планирование и своевременное проведение защитных мероприятий, их оптимизация и предотвращение повреждения лесов. По ре- зультатам прогноза устанавливают целесообразность проведения, объем и оптимальные сроки лесозащитных мероприятий. Прогнозирование опирается на данные мониторинга лесных экосистем. В лесозащите обычно используют сверхдолгосрочный, долгосрочный, краткосроч- ный и текущий прогнозы. Сверхдолгосрочное (многолетнее) и долгосрочное прогнозирование основано на зна- нии закономерностей динамики численности насекомых и развития болезней, особенно- стей биологии видов вредных организмов, взаимосвязей между живыми организмами и факторами среды. Необходимо при этом уделять внимание циклическим процессам в лес- ных экосистемах – периодически повторяющимся вспышкам массового размножения ряда насекомых-фитофагов, промысловых животных, смене растительных формаций, перио- дичности плодоношения и др. Цикличность объясняется повторяющимися макроциркуля- ционными процессами в атмосфере, солнечной активностью. Пока еще нет единой теории использования ге- лиофизических предикторов для прогнозирования указанных выше явлений, хотя связь между ними и солнечной активностью обоснована большим и до- статочно разнообразным материалом. Имеются два пути влияния солнечных агентов на экологические системы – прямой (через восприятие магнитного поля и космического излучения) и опосредствованный ме- теорологическими условиями. Все эти и многие другие примеры долгосрочных прогнозов динамики популяций насекомых основаны на признании модифицирующего влияния климатических факторов на плотность популяции насекомых как через состояние кормовых пород, так и прямым воздействием на выживаемость и смертность насекомых. Принципы прогнозирования массовых размножений насекомых для группы хвое- и листогрызущих насекомых с учетом зависимости их реакции от отдельных типов атмо- сферной циркуляции разработал А.И.Воронцов. А.И.Ильинский критерием долгосрочного прогнозирования считал единый комплексный агрометеорологический показатель, Б.В.Флеров использовал для этой цели дефицит влажности и В.И. Бенкевич – гидротер- мический коэффициент в сочетании с показателем жесткости зимы. Ю.П. Кондаков при прогнозе массового размножения сибирского коконопряда использовал интегральный по- казатель засушливости (ИПЗ), выраженный в баллах. Этот показатель характеризует про- должительность засушливого периода и определяется как число засушливых триад (трех декадных периодов) при ГТК<1 за период развития вредителя. О.А.Катаев (1984) проана- лизировал связь роста численности короедов в ельниках европейской части СССР с пери- одами солнечной активности и изменяющимися в определенной последовательности по- сле них погодными условиями. Для долгосрочного прогнозирования динамики численности насекомых чаще всего используются следующие метеорологические показатели. 91

Коэффициент водности – количество выпавших осадков за определенный период, выраженное в процентах от среднего многолетнего за этот же период. Определяется за календарный год, за гидрологический год (за период от октября предшествующего года по сентябрь текущего включительно), по скользящим периодам в 2-3 года, за 3 летних месяца (июнь, июль, август) и т. д. Гидротермический коэффициент (ГТК) (по Г.Т. Селянинову) учитывает не только выпавшие осадки, но и температурный режим. Вычисляют путем деления суммы осадков за 3 летних месяца (июнь, июль, август) на сумму среднесуточных температур всех 92 дней этого периода. Полученное частное от деления умножают на 10. Величина ГТК бо- лее 1,3 говорит об избыточном увлажнении, а менее 1 – о недостаточном. ГТК можно определять для любого отрезка времени в пределах вегетационного периода. Относительный дефицит влажности (по Б.В. Флерову) определяют, суммируя сред- немесячные дефициты влажности воздуха в гектопаскалях (миллибарах), установленные на 12 часов дня, и находят отклонение в процентах от такой же суммы по средним много- летним данным. Отклонение в большую сторону на 10-15%, особенно в течение 2 лет подряд, по мнению Б.В. Флерова, говорит об угрозе массового размножения вредителей. Интегральный показатель засушливости (ИПЗ) (по Ю.П. Кондакову) предложен для прогноза очагов сибирского коконопряда, но может быть использован и в других случаях. Представляет собой отношение числа засушливых декад (Д) за период с температурой воздуха выше +10°С к сумме гидротермических коэффициентов в июне и июле. Величина ИПЗ, определяющая степень угрозы, в различных районах неодинакова. Поэтому для кон- кретных условий представляется целесообразным определять отклонение ИПЗ от уста- новленного по материалам средних многолетних температур и осадков. Отклонение в большую сторону на 15-20 % свидетельствует о возникновении опасной ситуации. С целью прогноза развития очагов анализируют состояние погоды за многолетний период, хотя бы за предшествующее десятилетие, по материалам метеостанции, находя- щейся поблизости от центра обследуемого или наблюдаемого лесного массива. Для по- вышения достоверности прогнозов необходимо располагать данными об изменении по- годной ситуации за возможно более длительный период, сопоставляя их с данными об уровне численности и площади очагов вредителей. Долгосрочное (многолетнее) прогнозирование с использованием метеорологических показателей пока еще несовершенно. Оно помогает наметить лишь тенденцию развития очагов. Многолетнее прогнозирование тесно связано с развитием метеорологии и гелио- биологии, поскольку начало и конец цикла любого явления в лесной экосистеме или по- пуляционной динамике живых организмов чаще всего определяется погодной ситуацией, характеризующейся обычно конкретными метеорологическими параметрами, которые влияют возбуждающе или вызывают депрессию и массовую смертность особей. Изучение циклических процессов в лесных экосистемах не исключает необходимости глубокого по- знания взаимодействий организмов на внутрипопуляционном и межвидовом уровнях и совершенствования их математического моделирования. Прогнозирование, в свою оче- редь, опирается на данные мониторинга лесных экосистем. Для целей лесозащиты большое значение имеют краткосрочные методы прогноза – определение численности насекомых следующего поколения и угрозы предстоящего по- вреждения лесов. Большой вклад в развитие краткосрочных методов прогноза хвое- и листогрызущих насекомых внес А.И. Ильинский. На основе своих наблюдений и исследований и с при- влечением многочисленных литературных данных, в том числе классика немецкой лесной энтомологии Ф. Швердтфегера, он создал систему таблиц и расчетов для определения угрозы повреждения крон насекомыми с учетом их численности и кормовых норм. Табли- ца «критических чисел» А.И. Ильинского до сих пор используется в лесозащите. Ф.Н. Семевский предложил свою формулу прогноза предстоящего повреждения в очагах хвое- и листогрызущих насекомых с учетом динамики смертности видов в процес- 92

се развития, уточненных кормовых норм и использованием данных об экологической плотности особей (количества личинок младшего возраста на 100 граммов зеленой массы хвои или листвы). Идеи Ф.Н. Семевского развил и довел для практического использова- ния А.В. Голубев (2004). Прогноз динамики состояния насаждений строится на основании данных долгосроч- ных наблюдений на постоянных пробных площадях в насаждениях с нарушенной биоло- гической устойчивостью. По этим данным для каждой категории состояния деревьев определяют вероятность усыхания. Если в устойчивых насаждениях для деревьев эта вероятность очень невелика (не более 0,001), то в очагах вредителей и болезней, на гарях, в техногенно нарушенных лесах и т. п. она резко возрастает. В среднем одногодовая вероятность усыхания в насаждениях с нарушенной устой- чивостью у деревьев разных категорий колеблется: деревья 1 категории – без признаков ослабления (здоровые) – от 0,01 до 0,3; деревья 2 категории – ослабленные – от 0,1 до 0,15; деревья 3 категории – сильно ослабленные – от 0,3 до 0,5; деревья 4 категории – усыхающие – от 0,6 до 0,8. Зная эти коэффициенты и используя данные о соотношении деревьев разных катего- рий в насаждениях, можно определить количество деревьев, которые могут усохнуть че- рез год. Прогноз динамики развития очагов вредителей леса целесообразно рассматривать отдельно по отношениям к вредитялям разных экологических групп. В наибольшей степе- ни он разработан для группы хвое- и листогрызущих насекомых. Прогноз текущий – это прогноз на одну или несколько стадий развития насекомого. Для прогнозирования используют прогнозные модели – от аналитических в виде ма- тематических зависимостей, позволяющих на основе некоторых исходных данных рассчи- тать количественные значения популяционных показателей через некоторый временной интервал, до имитационных в виде специальных программных комплексов. Согласно классификатору при решении задач прогноза развития наблюдаемых в ле- сах патологических процессов и явлений, а также проведение оценки их возможных по- следствий, картируемыми слоями на тематических картах (схемах) лесов и санитарного состояния лесов являются очаги воздействия энтомопатологии. Уровень масштаба тема- тических карт (схем) 1:50000, 1:25000 и 1:10000. Для разработки тематических карт (схем) используются снимки с разрешением 5-15 и 1метр. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. Сезон съёмки бесснежный, время съёмки зависит от многих факторов. Например, рассматриваемой группы вредителей, геофизических воздействий и пр. 2.2.5 Выявление очагов развития вредных организмов Объектами лесопатологического мониторинга (ЛПМ) яв- ляются леса Российской Федерации, опасные для леса вред- ные организмы, в том числе карантинные виды, и другие факторы, негативно влияющие на состояние лесов. Основными элементами (способами) лесопатологическо- го мониторинга по выявлению очагов развития вредных ор- ганизмов являются: наземные регулярные наблюдения за состоянием объек- тов ЛПМ выборочными методами; дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов и лесопатологической обстановкой; экспедиционные обследования. 93

На части территории действует международная программа ICP-Forests, которая определяет свои необходимые элементы. Наземные регулярные наблюдения на основе стратификации участков лесного фонда проводятся на сети постоянных пунктов наблюдения (ППН), размещённых с учетом выде- ленных однородных групп (страт) лесных насаждений, сходных по основным таксацион- ным показателям. Основной целью наземных регулярных наблюдений за состоянием объектов ЛПМ выборочными методами на основе стратификации участков лесного фонда является свое- временное обнаружение опасных отклонений в санитарном и лесопатологическом состоя- нии лесов. Периодичность осуществления наблюдений за состоянием объектов ЛПМ и количе- ство постоянных пунктов наблюдения с учетом заданно точности определяются в зависи- мости от зоны лесопатологической угрозы [37]: сильная – раз в 1-2 года, средняя – раз в 1- 3 года, слабая – не реже 1 раза в 5 лет. Для расчета количества ППН, удовлетворяющего условиям выборочного метода оценки, проводится предварительное расслоение (стратификация) совокупности выделов, составляющих покрытую лесом площадь лесозащитного района. Основными таксационными показателями, по которым проводится стратификация, являются: порода (буквенный код); участие главной породы в составе древостоя: смешанное – до 4 единиц состава (СП); с преобладанием главной породы – от 5 до 7 единиц состава (ПП); «чистый» древостой – 8-10 единиц состава (ЧП); группа возраста: молодняки (МВ); средневозрастные и приспевающие (ПВ); спелые и перестойные (СВ); группа полноты: низкополнотные – 0,3- 0,5 (НП); среднеполнотные – 0,6 – 0,7 (ОП); высокополнотные – 0,8 и более (ВП); группа бонитета: низкобонитетные – Vб- IV (НБ); среднебонитетные – III- II (СБ); высокобонитетные – I- Iб (ВБ). Дополнительными таксационными показателями являются происхождение древо- стоя (естественное или искусственное) и группа типов условий произрастания. Стратификация осуществляется по лесозащитным районам путем распределения вы- делов по стратам (комбинациям значений таксационных характеристик). При большом разнообразии лесорастительных условий возможно объединение нескольких страт в одну с соответствующим обоснованием. Конечным результатом данного этапа работ является перечень страт с указанием их площади. Страты ранжируются по площади, и результаты заносятся в таблицу. В целях оптимизации работ, из общего перечня исключаются незна- чительные по площади страты, страты с преобладанием малоценных пород, труднодо- ступные. Общая площадь страт, вошедших в расчет сети ППН, не должна быть менее 80% от лесопокрытой площади лесозащитного района. Из совокупности выделов каждой отобранной страты выбирается не менее трех вы- делов, в которых планируется размещение ППН. Выдела для ППН отбираются таким об- разом, чтобы их количество и пространственное размещение позволяло организовать по- следовательное обследование с минимальными затратами времени и ресурсов. Результаты стратификации и подбора выделов для размещения ППН записываются в виде таблицы, в которой указываются: формализованное название страты, площадь, лесничество, квартал, выдел и координаты. Формализованное название страты представляет собой сокращенное обозначение таксационных характеристик. Например: ельники (Е) с преобладанием в со- ставе (ПП), средневозрастные (СВ), среднеполнотные (ОП), среднебонитетные (СБ). Со- кращенное обозначение страты – Е ПП СВ ОП СБ. При размещении ППН учитываются лесохозяйственные регламенты и проекты осво- ения лесов. Не рекомендуется закладывать ППН в участках леса, намеченных в рубку, так 94

как после закладки ППН данный лесной участок не исключается из хозяйственного ис- пользования. Постоянным пунктом наблюдений (ППН) является часть предварительно выбранно- го, типичного для страты таксационного выдела площадью не менее 1 га. ППН представ- ляет собой размерную круговую пробную площадь с индивидуальным описанием и мар- кировкой деревьев основного полога (включая 1, 2 и 3 ярусы, если они есть). ППН распо- лагают в выбранных при стратификации выделах с учетом их доступности и не ближе 50 м от края таксационного выдела. Центром ППН выбирается любое дерево перво- го яруса. Вокруг центрального дерева располага- ется размерная круговая пробная площадь. Разме- ры пробной площади определяются конкретными параметрами древостоя, в котором располагается ППН, исходя из минимально необходимого коли- чества деревьев. Минимальное количество живых деревьев главной породы первого яруса на ППН составляет 30 штук. Рисунок 23 – Постоянный пункт наблюдения. Нумерация деревьев на ППН осуществляется по часовой стрелке, начиная от первого дерева. Нумеруются только живые деревья (1-4 категории состояния). Центральное дерево не нумеруется. Первым номером обозначается дерево, ближайшее в северо-восточном румбе к ли- нии визирования на север от центрального дерева ППН. В случае расположения двух и более деревьев на такой линии визирования, первым номером обозначается дерево, бли- жайшее к центру ППН. На каждом учетном дереве на высоте 1,3 м на стороне, обращенной к центральному дереву, белой краской на коре наносится кружок диаметром 5 см, на котором черным про- стым карандашом или краской наносится порядковый номер. Маркировка может осу- ществляться любым другим доступным способом, обеспечивающим надежную идентифи- кацию в течение не менее пяти лет, и не оказывающим влияние на состояние дерева. Центральное дерево маркируется следующим образом: ЛПМ, ППН №…, ЦЗЛ … (субъект РФ). Для центрального дерева с помощью спутниковой навигации определяются абсолютные географические координаты в системе WGS-84. Нумерация ППН осуществ- ляется исходя из удобства организации ЛПМ. После закладки ППН производится его опи- сание по установленной форме. Если в процессе последующих наблюдений количество живых деревьев главной породы уменьшится до размеров, не позволяющих рассчитывать среднюю категорию состояния страты с заданной ошибкой, то рядом закладывается до- полнительный ППН по той же методике. Обработка информации по результатам наземных регулярных наблюдений на ППН должна обеспечивать оценку наличия опасных отклонений в санитарном и лесопатологи- ческом состоянии по существующим критериям. 95

Таблица 10 – Критерии опасных отклонений в санитарном и лесопатологическом состоянии для лесных участков. № Критическое Критерий Описание критерия п/п значение Категория Частное от деления суммы произведений категории 2,0 1 состояния (индекса) состояния деревьев и площади поперечного (полная) сечения на сумму площади поперечных сечений Категория Частное от деления суммы произведений категории состояния (индекса) состояния деревьев и площади поперечного 2 1,5 (текущая) сечения на сумму площади поперечных сечений, по деревьям 1-5 категорий 1,5 Частное от деления суммы произведений категории Жизнеспо- (индекса) состояния деревьев, коэффициентов* и 75 3 собность площади поперечного сечения на сумму площади по- перечных сечений, по деревьям 1 - 5 категорий Поврежден- Частное от деления суммы произведений деревьев, ность имеющих любые признаки повреждения и площади 0,25 4 текущая поперечного сечения на сумму площади поперечных сечений, по деревьям 1 - 5 категорий Сумма площадей поперечного сечения по деревьям 4 Текущий и 5 категорий состояния, деленная на сумму площади 5 отпад поперечных сечений, помноженная на 100, деленная 2 на табличное значение текущего отпада из таблиц хода роста Сумма площадей поперечного сечения по мертвым Общий 6 деревьям, деленная на сумму площади поперечных 3 отпад сечений по деревьям 4 и 5 категорий Частное от деления суммы произведений дефолиации 7 Дефолиация и площади поперечного сечения на сумму площади 25 поперечных сечений, по деревьям 1-4 категорий Частное от деления суммы произведений дехромации 8 Дехромация и площади поперечного сечения на сумму площади 25 поперечных сечений, по деревьям 1-4 категорий Примечание*: здоровые – 100, ослабленные – 70, сильно ослабленные – 40, усыхающие – 5, свежий сухостой – 0. Международная программа ICP-Forest. В 70-80 годы о повреждениях лесов, вы- званных неизвестными причинами, сообщалось во многих странах, членах UN/ECE. Быстрое развитие симптомов, их широкое распространение в пространстве и независи- мость от видов деревьев привели к тому, что синдром был описан как «новое усыхание лесов». Все известные факторы, повреждающие деревья – экстремальные климатические явления, насекомые, грибы, дым не могли адекватно объяснить все аспекты явления. В это время предположение о повреждении биоты воздушными поллютантами даже в районах, удаленных от источника промышленного загрязнения, было подтверждено результатами норвежского проекта «Кислотные осадки, действие на лес и рыб». В Германии результаты международной биологической программы, привели к таким же выводам по поводу отри- цательного действия загрязнителей на биогеохимичесикие циклы в лесах. 96

На этой основе исполнительный орган конвенции по долговременному трансгранич- ному загрязнению воздуха (CLRTAP) UN/ECE решил на 3-й сессии в июле 1985 года начать выполнение Международной Программы по оценке и мониторингу влияния за- грязнения воздуха на леса (ICP-Forests). Программа получила полномочия обеспечить сбор на национальном уровне всеобъемлющих и сопоставимых данных по изменениям в лесах в связи с реальными условиями среды (в частности, с загрязнением воздуха, вклю- чая кислотные осадки), чтобы лучше оценить тенденции повреждений в результате за- грязнения и лучше понять причинно-следственные связи. Координацию этой программы, включая подготовку первой редакции Руководства, до 1991 года финансировала програм- ма ООН по окружающей среде (UNEP) в проекте UNEP/ECE FP/6103-83-01. С 1990 года от стран-участников получены добровольные взносы на покрытие расходов по координа- ции. Экологический мониторинг лесов по программе начали проводить в СССР с 1987 года, для чего была разработана «Методика организации и проведения работ по монито- рингу лесов Европейской части России по программе ICP-Forests», утверждённой Феде- ральная служба лесного хозяйства России 21.02.1995. В настоящее время участниками программы являются представители 39 европейских стран, а также Канады и США. В России работы по мониторингу лесов по методике ICP-Forests проводятся на территории шести субъектов РФ: Ленинградской, Мурманской, Новгородской, Псковской, Калинин- градской областей и Карелии. В соответствии с утверждённой методикой по программе ICP-Forests основной це- лью работ являются периодический сбор данных о степени и интенсивности повреждения лесов абиотическими и биотическими факторами для последующего анализа, составления прогнозов, принятия решений и разработки мероприятий по повышению жизнеспособно- сти лесов и рационального использования лесных ресурсов. В программу работ входят: закладка постоянных пунктов учета (ППУ) в натуре на биоиндикационной сетке; подбор учетных деревьев; оценка состояния деревьев (по дефолиации и изменению окраски ассимиляционного аппарата); порядок и форма представления результатов обследования на биоиндикационной сетке. Биоиндикаторная сеть проектируется на топографических картах масштаба от 1:25000 до 1:100000. Основной считается сетка с размерами ячеек 16×16 км, что соответ- ствует в натуре 25600 га. По договоренности с руководством программы можно приме- нять и другие параметры сетки: 8×8 км, 4×4 км, 2×2 км, 1×1 км, а для больших лесных территорий СССР можно применять и более крупные сетки 32×32 км, 64×64 км, а также другие способы подбора постоянных пунктов учета. Для точек пересечения сети опреде- ляются географические координаты и присваивается порядковый номер. Причем этот но- мер является номером ППУ. В существующем Руководстве по проектированию, организации и ведению лесопа- тологического мониторинга используется термин ППН (вместо ППУ), пункты ППН раз- мещаются в узлах виртуальной сети (вместо биоиндикаторной сети) 8 ×8, 16×16 или 32×32 километра. Проектные точки выносятся в натуру с использованием спутниковой навигации и планов лесонасаждений. В случае попадания проектной точки (центра ППН) за пределы лесных участков, покрытых лесной растительностью, допускается размещение ППН в ближайшем лесном участке, площадью не менее 1 га, но не далее 500 метров от проектной (расчётной) точки координат. В случае отсутствия земель лесного фонда покрытых лесной растительностью в радиусе 500 метров от точки расчетных координат, ППН в данном узле не размещается, и она классифицируется в сети, как не покрытая лесной растительностью точка. 97

Постоянным пунктом наблюдений является со- вокупность деревьев первого яруса, на лесном участке, покрытом лесной растительностью, пло- щадью не менее 1 га. Центром ППН выбирается любое дерево первого яруса, ближайшее к точке расчетных координат. ППН представляет собой четыре круговых пробных площадки – «сателли- та», расположенных на расстоянии 25 метров стро- го по странам света (север, восток, юг, запад) от центрального дерева. ППН располагают не ближе 50 м от края таксационного выдела. Рисунок 24 – Схема нумерации деревьев на ППН по методике ICP-Forests. Размеры «сателлита» определяются конкретными параметрами древостоя, в котором располагается ППН, исходя из минимального количества деревьев. Минимальное количе- ство деревьев главной породы первого яруса в «сателлите» составляет 6 шт. Кроме дере- вьев главной (преобладающей) породы, на «сателлите» учитываются все деревья первого яруса остальных пород, расположенные в круге, радиусом которого является расстояние от центра «сателлита» до наиболее удаленного от него учтенного дерева главной породы. Нумерация деревьев на «сателлите» осуществляется по часовой стрелке, начиная от пер- вого дерева. Первым номером обозначается ближайшее дерево, расположенное в северо- восточном румбе к линии визирования на север от центра «сателлита». В случае располо- жения двух и более деревьев на линии визирования, сначала нумеруется дерево, ближай- шее к центру «сателлита». На каждом учетном дереве на высоте 1,3 м на стороне, обращенной к центру «сател- лита», производится маркировка любым доступным способом, обеспечивающим надеж- ную идентификацию в течение не менее пяти лет и не оказывающим влияние на состояние дерева. После закладки ППН производится его описание по существующей форме. Выборочные наблюдения за состоянием популяций вредных организмов. На части ППН с оптимальными условиями для обитания наиболее опасных видов вредных орга- низмов, производится учет их численности вне зависимости от видимых признаков по- вреждения, но в соответствии с известной динамикой численности данной популяции. Эта часть ППН выделяется в перечень участков для проведения детального надзора. Цель детального надзора – получение данных, позволяющих оценивать численность вредителей (распространенность болезней) на продромальных (начальных) стадиях разви- тия очага; определять начало выхода популяции из кризиса и, в совокупности с другими материалами ЛПМ, прогнозировать угрозу повреждения насаждений. Методы получения данных для детального надзора зависят от вида вредного орга- низма, градации его численности, условий произрастания его кормовой породы и т.п. Дистанционные наблюдения за санитарным состоянием лесов и лесопатологиче- ской обстановкой. В целях повышения оперативности, масштабности и производительно- сти работ по выявлению и контролю развития очагов различных повреждений лесов, осо- бенно в трудно доступных и крупных лесных массивах, при ведении лесопатологического мониторинга рекомендуется использовать дистанционные методы: космическую, авиа- и видеосъемку, аэровизуальное обследование лесов. Различные виды дистанционной фото- и видеосъемки лесов выполняются специали- стами соответствующего профиля с использованием специальной техники, аппаратуры, материалов и по специальным методикам. Оценку состояния лесов при аэровизуальном обследовании выполняют летчики-наблюдатели авиационных баз охраны лесов, либо спе- 98

циалисты лесозащиты региональных центров лесозащиты, лесничеств (лесопарков). Дан- ные работы выполняются по заказу центров лесозащиты, органов исполнительной власти субъектов РФ в области лесного хозяйства, а также лесничеств (лесопарков). Дистанционная съемка лесов применяется: для периодической (раз в 3-5 лет) оценки состояния лесных насаждений с хрониче- ской формой ослабления деревьев гнилевыми, раковыми, сосудистыми, бактериальными болезнями, промышленными выбросами, чрезмерной рекреационной нагрузкой и т.п.; для оценки состояния с такой же периодичностью особо ценных лесных участков – заповедных, заказников, памятников природы и т.п.; для экспертных оценок массовых повреждений лесов стихийными или иными фак- торами (бурелом, ветровал, снеголом, пожары и т.п.); для оценки воздействия на леса хозяйственной деятельности – рубок, подсочки и т.п.; для контроля эффективности оздоровительных мероприятий, соблюдения требова- ний Правил санитарной безопасности при различных видах использования лесов; при необходимости получения документированного подтверждения факта повре- ждения леса. Полученные при дистанционной фото- и видиосъемке лесов материалы подлежат наземной проверке. Метод аэровизуальных обследований позволяет быстро и достаточно эффективно оценить санитарное состояние крупных лесных массивов, выделить наиболее значимые очаги ослабления (повреждения, усыхания), дать им первоначальную количественную и качественную оценку. При аэровизуальном обследовании вероятность выявления очагов поражения леса повышается на 20-30%, производительность труда – многократно. Ошиб- ка аэровизуального метода при оценке отпада деревьев в различных условиях варьирует в пределах 10-30%. Аэровизуальное обследование рекомендуется для зоны противопожарного патрули- рования в европейской части, в Сибири и на Дальнем Востоке, но предпочтительно в рай- онах достаточно интенсивного ведения лесного хозяйства, где возможно реализовать ре- зультаты мониторинга. По маршрутам полетов составляют сводную ведомость участков леса, подлежащих наземной оценке и контролю с приложением карты или схемы их расположения. Эти ма- териалы передаются заказчику, организовавшему полеты. Экспедиционные обследования. Целью экспедиционных обследований является определение санитарного и лесопатологического состояния лесов на значительных пло- щадях в труднодоступных в течение вегетационного периода районах, а также в районах со сложной лесопатологической обстановкой, наличием массовых очагов вредных орга- низмов. В зависимости от поставленных задач, планируемой точности работ и доступно- сти лесных участков экспедиционные обследования делятся на сплошные и выборочные. Сплошные экспедиционные обследования осуществляются преимущественно в за- щитных и эксплуатационных лесах. Выборочные экспедиционные обследования приме- няются в лесах, частично или полностью недоступных для наземного транспорта. Выборочные экспедиционные обследования проводятся на площади не менее одного миллиона гектар, сплошные экспедиционные обследования – пятидесяти тысяч гектар зе- мель лесного фонда. В площадь экспедиционного обследования включаются не только поврежденные или ослабленные насаждения, но и прилегающие лесные участки. Подготовительные работы для экспедиционных обследований включают анализ структуры лесного фонда объекта обследования, изучение метеоданных в связи с динами- кой очагов вредителей (болезней) и усыханием насаждений, подготовку таксационных описаний, внесение текущих изменений в них (вырубки, лесные культуры и т.п.) и состав- ление технического задания. 99

При экспедиционных обследованиях могут выполняться элементы лесопатологиче- ского мониторинга и лесопатологических обследований в сочетаниях, обеспечивающих решение поставленных задач и планируемую точность работ в соответствии с техниче- ским заданием. Протяженность маршрутов лесопатологической таксации при сплошном обследовании должна быть не менее 16 км на 1000 га, при выборочном – 1000 км на 1 млн. га. 84. В качестве одного из этапов работ при выборочных экспедиционных обследо- ваниях может осуществляться авиалесопатологическая таксация. Согласно классификатору при решении задач выявления очагов развития вредных организмов, картируемыми слоями на тематических картах (схемах) лесов и санитарного состояния лесов являются очаги воздействия энтомопатологии. Уровень масштаба тема- тических карт (схем) 1:25000 и 1:10000. Для разработки тематических карт (схем) исполь- зуются снимки с разрешением 5-15 и 1метр. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. Сезон съёмки бесснежный, время съёмки зависит от многих факторов. 2.2.6 Оценка эффективности профилактических, санитарно- оздоровительных мероприятий по локализации и ликвидации очагов вредных организмов Оценка эффективности профилактических, санитарно-оздоровительных мероприя- тий по локализации и ликвидации очагов вредных организмов (в т.ч. вырубка погибших и повреждённых лесных насаждений) проводится в соответствии с Порядком организации и осуществления лесопатологического мониторинга, утверждённым приказом МПР РФ от 9 июля 2007 г. N 174. Для осуществления данной функции представители организации, которой делегиро- ваны полномочия по осуществлению лесопатологического мониторинга, имеют право: запрашивать и получать от лесопользователей или уполномоченных органов испол- нительной власти субъектов Российской Федерации, имеющиеся у них сведения: о состоянии лесов и неблагоприятных факторах; сведения о лесозащитных мероприятиях и работах, которые могут оказать влия- ние на изменение санитарного и лесопатологического состояния; таксационные описания на магнитных и бумажных носителях; лесные планы, регламенты, проекты освоения лесов, материалы по отводу лесо- сек; материалы проверок других организаций; беспрепятственно посещать любые лесные участки; участвовать в работе комиссий по оценке эффективности лесозащитных мероприя- тий и соблюдения Правил санитарной безопасности в лесах. При оценке эффективности лесозащитных мероприятий в конкретных лесных участ- ках следует исходить из следующих положений: для защитных лесов мероприятия должны обеспечивать поддержание устойчивости лесов, сохранение их целевых функций, предотвращение экологического ущерба; для эксплуатационных лесов мероприятия должны обеспечивать увеличение про- дуктивности лесов, предотвращение экономического ущерба; планирование лесозащитных мероприятий должно быть обосновано результатами лесопатологического обследования и проведено в соответствии с утвержденными Руко- водствами по осуществлению лесозащитных мероприятий; в процессе проведения санитарно-оздоровительных мероприятий должны вырубать- ся только деревья, подлежащие рубке в соответствии с утвержденным Руководством по проведению санитарно-оздоровительных мероприятий; после проведения санитарно-оздоровительных мероприятий не должно оставаться деревьев, подлежащих рубке. 100

Материалы для оценки эффективности лесозащитных мероприятий и соблюдения Правил санитарной безопасности в лесах собираются в процессе выполнения следующих мероприятий: участия в совместных комиссиях с представителями лесопользователей, уполномо- ченных органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, других заинте- ресованных лиц; проведения лесопатологической таксации и других элементов ЛПМ; анализа данных лесного реестра, лесного плана, проекта освоения лесов и лесопато- логических обследований. Оценка эффективности лесозащитных мероприятий может осуществляться как для субъектов Российской Федерации в целом, так и для отдельных участков леса. Эффектив- ность лесозащитных мероприятий в субъекте Российской Федерации определяется путем расчета следующих показателей: удельная площадь земель лесного фонда, покрытых лесной растительностью, по- гибшая от пожаров; удельная площадь земель лесного фонда, покрытых лесной растительностью, по- гибшая от вредителей и болезней; своевременность и достаточный объем лесопатологических обследований; другие показатели, утвержденные в установленном порядке. О недостаточной эффективности лесозащитных мероприятий для отдельных участ- ков леса свидетельствуют нарушения порядка их проведения, в том числе: планирование и осуществление лесозащитных мероприятий без наличия докумен- тов, определенных соответствующими Руководствами; несоблюдение критериев для назначения лесозащитных мероприятий; наличие невывезенной древесины сверх сроков, установленных Правилами санитар- ной безопасности в лесах; другие нарушения Правил санитарной безопасности в лесах. Оценка эффективности мероприятий по локализации и ликвидации вредных орга- низмов производится по их лесозащитному эффекту, определяемому показателем предот- вращение прогнозируемой угрозы повреждения лесного участка путем проведения меро- приятий по локализации и ликвидации вредных организмов. Лесозащитный эффект выражается в процентах и рассчитывается по следующей формуле: где Э – эффективность мероприятий по локализации и ликвидации в процентах; Офакт – объедание насаждений после проведения мероприятия; Опрогноз – прогнозируемое объедание насаждений. Качество проведения мероприятий по локализации и ликвидации вредных организ- мов также оценивается показателями технической эффективности, эффективность выбо- рочных санитарных рубок и пр. Порядок определения технической эффективности изло- жен в Руководстве по локализации и ликвидации вредных организмов. Согласно классификатору при решении задач оценки эффективности профилактиче- ских, санитарно-оздоровительных мероприятий по локализации и ликвидации очагов вредных организмов (в т.ч. вырубка погибших и повреждённых лесных насаждений), кар- тируемыми слоями на тематических картах (схемах) санитарного состояния лесов являют- ся очаги воздействия вредных организмов, гари, ветровалы, погибшие и повреждённые лесные насаждения. Уровень масштаба тематических карт (схем) 1:25000 и 1:10000. Для разработки тематических карт (схем) используются снимки с разрешением 5-15 и 1метр. Спектральный диапазон 0,4-1,1 мкм. Сезон съёмки бесснежный. 101

2.3 Пожарная опасность в лесах Россия занимает особое, уникальное положение в мире по площади лесов: пятая часть всех лесов мира и половина мировых хвойных лесов, общая площадь лесов состав- ляет около 60% всей площади страны. Согласно представленным в Государственной про- грамме Российской Федерации «Развитие лесного хозяйства» на 2012-2020 годы данным ежегодные среднемноголетние темпы выбытия лесов составляют около 1 млн. га: сплош- ные рубки – 800 тыс. га, гибель лесов от пожаров – 200 тыс. га, гибель лесов от вредных организмов – 30 тыс. га. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной органи- зации ООН (ФАО), доля случаев лесных пожаров на территории России может достигать 27% от всех пожаров в лесах мира. Лесной пожар – явление многофактор- ное. Предпосылками больших лесных по- жаров на территории России являются ма- лоснежная зима, длительный период без дождя (15-20 дней) с высокой (выше сред- ней многолетней) среднесуточной темпера- турой воздуха и малой относительной влажностью, наличие на лесопокрытой тер- ритории бесконтрольных антропогенных источников огня и (или) частые грозовые разряды. Лесные пожары, как правило, начинаются почти сразу после схода снежного покро- ва, если устанавливается сухая погода. При пожароопасных метеорологических условиях пожар может возникнуть как по естественной причине, например, из-за разряда молнии или самовозгорания торфа, так и по антропогенной – из-за неосторожного обращения с огнем. Возникший пожар распространяется тем быстрее, чем меньше относительная влажность воздуха и больше скорость ветра. Считается, что в заселенных равнинных рай- онах России до 98% возгораний возникает по вине человека, а в удаленных северных рай- онах в 50% случаев виноваты грозы. При этом максимальное число пожаров, причиной которых могла стать гроза в интервале широт 49-78° с.ш., приходится на 55-60° с.ш. Вероятность пожара и его интенсивность, кроме прочего, зависят от орографии (ре- льефа) территории. Характеристики рельефа (ориентация и крутизна склонов) имеют важ- ное значение в возникновении и интенсивности лесных пожаров. Экспозиция и крутизна склонов значительно влияют на уровень увлажнения лесной подстилки. Наветренные склоны получают большее количество осадков, но вода, не задерживаясь на склонах, накапливается в низинах, лишь там существенно увлажняя подстилку. От ориентации и крутизны склонов зависит скорость высыхания лесных горючих материалов. На возгорание массы растений влияют не только метеорологические и орографиче- ские, но и экологические факторы: видовой состав лесной экосистемы, возраст и санитар- ное состояние древостоя и другие. 2.3.1 Оценка пожароопасности лесов Пожарная опасность лесного фонда определяется как степень пожарной опасности территории лесного фонда, обусловленная преобладающими на ней типами леса и лесных участков, их природными и другими особенностями, определяющими состав, количество и распределение лесных горючих материалов (ЛГМ), а также в значительной степени со- держание влаги в этих материалах [8]. 102

Природная пожарная опасность лесов. По преобладающим типам лесов, природ- ным и другими особенностями, определяющими состав, количество и распределение ЛГМ введено пять классов природной пожарной опасности лесов [31]. Таблица 11 – Классификация природной пожарной опасности лесов Наиболее вероятные Класс Объект загорания виды пожаров, условия и природной (характерные типы леса, вырубок, продолжительность периода пожарной лесных насаждений и безлесных их возможного возникновения опасности лесов пространств) и распространения Хвойные молодняки. Места сплошных рубок: лишайниковые, вересковые, вейниковые и другие типы В течение всего пожароопасного вырубок по суходолам (особенно сезона возможны низовые пожа- I захламленные). ры, а на участках с наличием Природная Сосняки лишайниковые и вересковые. древостоя - верховые. пожарная Расстроенные, отмирающие и сильно по- На вейниковых и других травя- опасность врежденные древостои (сухостой, участки ных типах вырубок по суходолу очень бурелома и ветровала, недорубы), места особенно значительна пожарная высокая сплошных рубок с оставлением отдельных опасность весной, а в некоторых деревьев, выборочных рубок высокой и районах и осенью. очень высокой интенсивности, захламлен- ные гари Низовые пожары возможны в течение всего пожароопасного II Сосняки-брусничники, особенно с сезона, верховые – в периоды Природная наличием соснового подроста или пожарных максимумов (периоды, пожарная подлеска из можжевельника выше в течение которых число лесных опасность средней густоты. пожаров или площадь, охвачен- высокая Лиственничники кедрово-стланниковые. ная огнем, превышает средние многолетние значения для дан- ного района). III Сосняки-кисличники и черничники, Низовые и верховые пожары Природная лиственничники-брусничники, возможны в период летнего пожарная кедровники всех типов, кроме приручей- максимума, а в кедровниках, опасность ных и сфагновых, ельники-брусничники и кроме того, в периоды весеннего средняя кисличники и особенно осеннего максимумов Места сплошных рубок таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные). Возникновение пожаров (в Сосняки, лиственничники и лесные насаж- первую очередь низовых) воз- IV дения лиственных древесных пород в можно в травяных типах леса и Природная условиях травяных типов леса. на таволговых вырубках в пери- пожарная Сосняки и ельники сложные, липняковые, оды весеннего и осеннего по- опасность лещиновые, дубняковые, ельники- жарных максимумов; в осталь- слабая черничники, сосняки сфагновые и долго- ных типах леса и на долгомош- мошники, кедровники приручейные и никовых вырубках - в периоды сфагновые, березняки-брусничники, кис- летнего максимума личники, черничники и сфагновые, осин- ники-кисличники и черничники, мари. V Возникновение пожара возможно Природная Ельники, березняки и осинники долгомош- только при особо неблагоприят- пожарная ники, ельники сфагновые и приручейные. ных условиях (длительная опасность Ольшаники всех типов. засуха) отсутствует 103

Согласно классификации пожарная опасность устанавливается на класс выше [31]: для хвойных лесных насаждений, строение которых или другие особенности способ- ствуют переходу низового пожара в верховой (густой высокий подрост хвойных древес- ных пород, вертикальная сомкнутость полога крон деревьев и кустарников, значительная захламленность и т.п.); для небольших лесных участков на суходолах, окруженных лесными насаждениями повышенной природной пожарной опасности; для лесных участков, примыкающих к автомобильным дорогам общего пользования и к железным дорогам. Кедровники с наличием густого подроста или разновозрастные с вертикальной со- мкнутостью полога относятся ко II классу пожарной опасности. Пожарная опасность в лесу по условиям погоды. Классификация пожарной опасно- сти в лесах в зависимости от условий погоды определяет степень вероятности (возмож- ности) возникновения и распространения лесных пожаров на соответствующей террито- рии в зависимости от метеорологических условий, влияющих на пожарную опасность ле- сов. Для целей классификации (оценки) применяется комплексный показатель, характери- зующий метеорологические (погодные) условия. В зависимости от величины комплексно- го показателя устанавливается класс пожарной опасности в лесах в зависимости от усло- вий погоды. Комплексный показатель определяет только необходимые условия и позволя- ет прогнозировать возможность создания ситуации для возникновения лесного пожара. Прогнозные оценки пожарной опасности в лесах определяются типологией и перио- дом упреждения – промежуток времени, на который рассчитан прогноз. Различают опера- тивный (текущий), краткосрочный, среднесрочный, долгосрочный и дальнесрочный (сверхдолгосрочный) прогнозы [36]. Оперативный (текущий) прогноз, как правило, рассчитан на перспективу, на протя- жении которой не ожидается существенных изменений пожарной обстановки – ни коли- чественных, ни качественных. Значение комплексного показателя пожарной опасности в лесу количественно не меняется, либо падает по условиям метеорологической обстановки (осадки более 3 мм в сутки). Выполняется на основе мероприятий лесопожарного мониторинга – система наблю- дений и контроля за пожарной опасностью в лесу по условиям погоды, состояния лесных горючих материалов, источников огня и лесных пожаров с целью своевременной разра- ботки и проведения мероприятий по предупреждению лесных пожаров и (или) снижению ущерба от них. Комплексный показатель пожарной опасности в лесу определяет необходимые усло- вия, но при выполнении достаточных условий (например, наличие топлива и возгорание) возникают лесные пожары, которые являются источником поражающих факторов и веро- ятным источником чрезвычайных ситуаций. В этом случае контролируемыми и оперативно прогнозируемыми параметрами при лесных пожарах являются: координаты зоны пожара – его фронта и тыла (географическая широта и долгота: градусы, минуты, секунды); административно-хозяйственная принадлежность территории (квартал, лесничество, лесхоз); категория территории: зона радиоактивного загрязнения, районы с естественным ра- диационным фоном; площадь горения и площадь, пройденная пожаром; длина всей кромки пожара и его фронта (головной части); вид и интенсивность пожара (по высоте пламени); породный состав и возраст горящего леса, тип лесного участка; направление и скорость распространения фронта пожара; 104

высота конвективной колонки над пожаром и длина дымового шлейфа и др. Критерием наличия чрезвычайной лесопожарной ситуации служит любое превыше- ние хотя бы одним показателем заданного порогового значения: наличие крупных лесных пожаров (25 га охваченного пожаром лесного фонда в рай- онах наземной охраны лесов и 200 га – в районах авиационной охраны лесов); количество возникающих в один день и/или одновременно действующих лесных пожаров превышает средний многолетний уровень; наличие лесных пожаров, вышедших из-под контроля лесной охраны; лесной пожар на загрязнённой радионуклидами территории, не потушенный в день возникновения; лесной пожар на загрязнённой радионуклидами территории, дающий большие ды- мовые выбросы. После того, как возгорание леса произошло, для оперативного прогнозирования ис- пользуются различные методики. Например, методика прогноза скорости распростране- ния кромки пожара М.А. Софронова (1967), в которой учитываются скорость ветра, уклон местности и относительная влажность воздуха. Краткосрочный прогноз рассчитан на перспективу только количественных измене- ний пожарной обстановки. Опирается на динамические факторы, описывающие возникно- вение пожара. Эти факторы в основном связаны с влагосодержанием лесных горючих ма- териалов и текущей метеорологической обстановкой как и используемые показатели (ин- дексы) потенциальной возгораемости леса в условиях погоды. Значение комплексного по- казателя пожарной опасности в лесу количественно меняется в процессе устойчивой су- хой погоды, условиями качественного изменения могут быть осадки в виде дождя (например, более 3 мм в сутки). Для оценки степени пожароопасности леса в зависимости от метеорологических условий используется индекс горимости леса, который является комплексным показате- лем пожарной опасности в лесу. В России для оценки горимости леса применяют индекс В.Г. Нестерова [24], а за рубежом для тех же целей используют индекс засушливости KBDI (Keetch – Byram Drought Index), предложенный в работе (Keetch, Byram, 1968). В некоторых регионах при оценке горимости леса учитывают влажность напочвенного по- крова или лесной подстилки (Вонский, Жданко, 1967; Жданко, Гриценко, 1980) [14]. Комплексный показатель на основе индекса В.Г. Нестерова. Методика вычисление комплексного показателя пожарной опасности в лесу по условиям погоды на основе ин- декса В.Г. Нестерова [24] находится в основе нормативных документов – ГОСТ Р 22.1.09- 99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных по- жаров и Классификация пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды, утверждённой Приказом Рослесхоза от 5 июля 2011 г. № 287. Для вычисления комплексного необходимы данные: температура воздуха (0С) и точка росы на 12-14 часов по местному времени; количество выпавших осадков за предшествующие сутки (количество осадков до 3 мм в расчёт не принимается). Комплексный показатель (КП) текущего дня определяется по формуле: ( ), где КПn – комплексный показатель текущего дня; КПn-1 – комплексный показатель предшествующего дня; К0 – коэффициент, зависящий от количества осадков за последние сутки; t0n – температура воздуха, (0С); rn – температура точки росы, (0С). 105

Коэффициент К0 в руководящих документах [8, 31] при количестве выпавших за предшествующие сутки осадки более 3 мм определяется равным «0», при этом КПn-1 об- нуляется. При количестве осадков менее 3 мм коэффициент К 0 принимается равным «1», значение показателя определяется суммой по выражению. Температурой точки росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся а нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Точка росы определяет относительную влажность воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относи- тельная влажность составляет 100%, то точка росы совпадает с фактической температурой воздуха. Формула для приблизительного расчёта точки росы: ( ) ( ) ( ) где r – температура точки росы, (0С); а = 17,27; b = 237,70С. Температура воздуха t0 и относительная влажность в долях объёма RH, 0 ≤ RH ≤ 1, связаны выражением: ( ) ( ) Формула обладает погрешностью ± 0,40С для 00С<t0<600С, 0<RH <1 и 00С<r<500С. Таблица 12 – Пример расчёта комплексного показателя пожарной опасности. Комплексный Температура Температура Осадки Комплексный 0 0 показатель за Дата воздуха t на точки росы r t -r за сутки, показатель 0 0 сутки, 13 часов, С в 13 часов, С 0 0 мм горимости t (t – r) 07.07 18 15 3 54 9,0 54 08.07 27 6 21 567 - 621 09.07 28 14 14 392 2,0 1013 10.07 25 11 14 350 - 1363 11.07 17 15 2 34 12,0 34 12.07 16 13 3 48 2,0 82 На основе комплексного показателя разработана и принята общероссийская шкала опасности в лесу по условиям погоды, которая имеет пять классов пожарной опасности. На карте территории по классу пожарной опасности поднимаются цветом. 106

Таблица 13 – Шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды [12] Класс пожарной Диапазон опасности Пожарная значения индекса по условиям 0 2 опасность горимости, ( С) погоды I 0-300 Отсутствует II 301-1000 Малая III 1001-4000 Средняя IV 4001-10000 Высокая V более 10000 Чрезвычайная Методика вычисление комплексного показателя пожарной опасности в лесу по усло- виям погоды на основе индекса Нестерова имеет ряд недостатков, среди которых следует выделить: необходимость наличия сети метеостанций по всему контролируемому массиву лес- ных насаждений; невысокая достоверность при редкой сети метеопунктов; существенные ошибки результирующих оценок при неравномерном выпадении осадков на площади наблюдении; резкое падение значения классического индекса до нуля в сутки с суммой жидких осадков более 3 мм, независимо от имевшей место до дождя сухости погоды; отсутствие учёта наличия горючих материалов в лесу и рельефа местности; неадекватность (косвенность) самого показателя, характеризующего засушливое со- стояние погоды, а не состояние горючих материалов. Показатель влажности ПВ-1. Показатель влажности ПВ-1 по условиям погоды был предложен Вонским и другими специалистами, рассчитывается со дня схода снежно- го покрова [14]. В этот день показатель влажности принимается равным нулю. Далее показатель влажности вычисляется по формулам: [ ( )] – при положительной температуре; [ ( )] – при отрицательной или равной нулю температуре, где ПВn – показатель влажности на утро текущего дня; ПВn-1 – показатель влажности на утро предыдущего дня; t0n-1 – температура воздуха, (0С) на 13 часов предыдущего дня; rn-1 – температура точки росы, (0С) на 13 часов предыдущего дня. Kn – коэффициент учёта осадков, который в дни с осадками до 0,5 мм равен 1. Коэффициент учёта осадков Kn определяется в зависимости от количества осадков по таблице. Таблица14 – Коэффициент учёта осадков 15,0- Количество осадков, мм 0,5-0,9 1,0-2,9 3,0-5,9 6,0-14,9 19,9 Коэффициент учёта осадков 0,8 0,6 0,4 0,2 0,1 Зная температуру и влажность воздуха на 13 часов, температуру точки росы можно определит по специальной таблице. 107

Таблица 15 – Температура точки росы для различных значений температуры и относительной влажности воздуха Оригинальный документ: СП 23-101-2004, Группа Ж24, ОКС 91.120.01, дата введе- ния 2004-06-01, Приложение Р (справочное) Для определения комплексного показателя пожарной опасности в лесу по классической методике необходимо покрыть сетью наземных метеостанций площадь лесно- го фонда около 12 млн. га или 60% площади территории России. Больше половины лесов находятся в труднодо- ступных и неосвоенных районах. Например, резервные леса составляют 596,5 млн. га (50,4%). Кроме размещения метеостанций сети необходимо обеспечить регулярный сбор метеорологических данных от них. В настоящее время Россия располагает около 5000 станций, среди которых 30% находятся в трудно- доступных районах. Для сбора данных от них широко используются космические системы связи. Например, МФПСС «Гонец-Д1М [25]. Для уменьшения влияния методических недостатков, связанных резким падением индекса пожарной опасности при наличие «сухих» суток и неоднородностью рельефа местности, предложен ряд методик модификации метода Нестерова. 108

За рубежом индекс Нестерова практически не используется. Во многих странах для оценки потенциальной опасности возгорания леса применяют индекс засушливости, кото- рый предложили Китч и Байрам (Keetch, Byram, 1968). Трудность систематического картирования и прогнозирования динамики пожарной опасности при наличие редкой сети метеостанций, или отсутствия её совсем, привели к необходимости привлечения информации систем дистанционного зондирования подсти- лающей поверхности земли. Эффективность подобного подхода показали результаты вы- полняемого Институтом леса СО РАН совместного с NASA проекта по исследованию бо- реальных лесов на основе данных метеорологического КА NOAA [34]. Комплексный показатель пожарной опасно- сти в лесу определяется радиометрическим по- казателем и вычисляется по модифицированной методике. Вместо температуры воздуха и точки росы используются данные дистанционного зондирования, восстановленные по альбедо по- верхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, а также уровню излучения в тепло- вом диапазоне. В первом случае удаётся изме- рить температуру над поверхностью, а во вто- ром – восстановить радиационную температуру поверхности (определить точку росы). Основной недостатком методов измерения влажности ЛГМ на основе измерения из- лучения в тепловом диапазоне (9-12 мкм) связан с экранированием ИК-излучения пологом леса, а также облачностью и атмосферными дымками. Другое направление решения задачи состоит в оперативном обнаружении и отсле- живании лесопожарной опасности на обширных площадях путем зондирования лесов в СВЧ-диапазоне космическими средствами с широкой полосой захвата на длине волны, обеспечивающей прохождение восходящего излучения через поверхностный слой из лес- ных горючих материалов и древесный полог (Способ определения лесопожарной опасно- сти. Патент № 2336107 С2, 2007 г.). Использование космических средств для решения задач пожарной опасности лесов требует наличия достаточной орбитальной группировки для нормативно определённого измерения характеристик влажности ЛГМ и наличия наземных эталонов, которые обычно создаются на базе валидационных полигонах. Метрологическое обеспечение полигонов должно включать наземные метеостанции. Таким образом, решение задач пожарной опас- ности лесного фонда требует комплексного использования всей совокупности методов и средств. Общие требования к картографическому обеспечению [8] состоят в том, что основ- ной картографический материал для мониторинга регионального, местного и локального уровней должен быть составлен на точной топографической основе, иметь координатную сетку и отражать степень пожарной опасности лесов. В качестве основного картографиче- ского материала для ведения лесопожарного и радиационно-пирологического мониторин- га этих уровней используют: лесопожарные карты лесничеств и лесхозов масштаба 1:100 000; лесопожарные карты лесхозов на загрязненных радионуклидами территориях мас- штаба 1:100 000 и лесничеств масштаба 1:50 000; топографические карты районов, субъектов Российской Федерации масштаба 1:200 000; карты радиоактивного загрязнения местности по отдельным субъектам Российской Федерации масштаба 1:200 000; 109

карты-схемы лесхозов с характеристикой радиоактивного загрязнения местности по лесным кварталам. В качестве дополнительного (вспомогательного) картографического материала ис- пользуют: топографические полетные карты летчиков-наблюдателей масштаба 1:500 000 и дру- гих масштабов; планы лесонасаждений лесничеств масштаба 1:25 000 и других масштабов; карты-схемы противопожарных мероприятий лесхозов масштаба 1:100 000 - 1:200 000. В соответствии с Классификатором тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондиро- вания Земли, при решении задач оценки пожароопасности лесов, картируемым слоем на тематических картах (схемах) пожароопасности является класс пожарной опасности по условиям погоды с выделением цветом, согласно таблицы шкалы пожарной опасности. Уровень масштаба тематических карт (схем) 1:250000 и 1:100000. Для разработки темати- ческих карт (схем) используются снимки с разрешением 1000 м. Спектральный диапазон 3,55-3,93 мкм. Сезон съёмки – пожароопасный период. Сформулированные в классификаторе требования не обеспечивают в полном объёме решение задач по расчёту комплексного показателя пожарной опасности в лесу по усло- виям погоды, как нормативно принятого для практического применения. Для его всесто- ронней и достоверной оценки необходимы данные ДЗЗ в видимом, ближнем инфракрас- ном и тепловом спектральных диапазонах, так и данные СВЧ диапазона. Картографиче- ское обеспечение требуется довести до масштабов 1:25000 с ежедневным оперативным изменением отображаемого материала по значениям комплексного показателя и опера- тивных метеорологических данных. Рассматриваемые прогнозные оценки пожарной опасности в лесу относятся к классу естествоведческих прогнозов. В качестве объекта прогноза выступает влажность ЛГМ, значение которой является количественным показателем пожарной опасности. Качествен- ными показателями являются климатические и метеорологические характеристики пого- ды на территории местности: сезонные изменения в лесных массивах, температура и ко- личество осадков. Краткосрочный прогноз пожарной опасности в лесу проводится в сезон «тёплой ве- сенней - летней - осенней погоды» на глубину прогноза от последних осадков в виде до- ждя объёмом более 3 мм, до следующих осадков в виде дождя объёмом более 3 мм. Оце- ниваются только количественные изменения, которые определяют показатель пожарной опасности. Например, влажность ГЛМ, температура и точка росы и пр. Прогнозные оценки на большую глубину связаны с проявлениями качественных факторов. Для среднесрочных прогнозов пожарной опасности в лесу важным становится сезонный климатический фактор, с преобладанием количественных характеристик над качественными. При долгосрочных прогнозах уже преобладает качественный климатиче- ский фактор, оценки носят статистический характер, глубина прогноза около года. Сверх- долгосрочный прогноз основан исключительно на качественных оценках, период упре- ждения связан с учётом геофизических факторов, например, периоды солнечной активно- сти. 110

2.3.2 Определение координат участков возгорания и оперативное наблюдение за лесными пожарами Решение задач по обеспечению своевременного обнаружения и тушения (ликвида- ции) пожаров в лесном фонде и не входящих в лесной фонд лесах требует от территори- альных органов федерального органа управления лесным хозяйством создания и надле- жащей организации работы специализированных наземных и авиационных лесопожарных служб, оснащения их средствами обнаружения и тушения пожаров, связи и транспорта, создания и подготовки добровольных пожарных дружин и других лесопожарных форми- рований из местного населения. Повышается требовательность к лесопользователям, юридическим и физическим лицам, работающим или имеющим различные объекты на территории лесного фонда, по обнаружению и ликвидации своими силами и средствами пожаров, возникающих в местах их работ или нахождения объектов. В целях обеспечения своевременного обнаружения лесных пожаров лесхозы: осуществляют в соответствии с планами противопожарного устройства лесов, со- ставленными при лесоустройстве, строительство наземных наблюдательных пунктов в виде вышек, мачт и других сооружений различной конструкции, позволяющих вести наблюдения за появлением над пологом леса признаков возникающего пожара; организуют наблюдение за лесами с наблюдательных пунктов, патрулирование лес- ной охраны, в необходимых случаях с привлечением авиации; проводят на территории лесхоза все необходимые подготовительные работы к авиа- ционному патрулированию лесов в районах, обслуживаемых базами авиационной охраны лесов, и обеспечивают взаимодействие в работе по обнаружению и разведке возникших пожаров с соответствующими авиаотделениями; проводят подготовку и инструктаж лесной охраны, временных пожарных сторожей и других работников лесхоза по вопросам обнаружения лесных пожаров и порядка передачи информации о них соответствующим пунктам (лесхоз, лесничество, пожарно-химическая станция, авиаотделение) для организации тушения; проводят разъяснительную работу среди населения по вопросам предупреждения, обнаружения и тушения лесных пожаров. Для обнаружения и контроля за состоянием и динамикой развития лесных пожаров на слабо охраняемых территориях, а также не входящих в зоны наземной и авиационной охраны также используется информация дистанционного зондирования Земли из космоса. Наблюдение из космоса за лесными пожарами это не альтернатива авиационной охране лесов, а лишь серьезное подспорье этой службе. Пожарные наблюдательные вышки, мачты и другие сооружения строятся в плановом порядке в лесных массивах, в которых проектируется развитие наземных сил и средств борьбы с лесными пожарами. Строитель- ство и размещение наблюдательных пунктов, в том числе передвижных, ведется с учетом рельефа местно- сти (выбираются возвышенные места) и с таким расче- том, чтобы вся их сеть позволяла обеспечить макси- мальный обзор охраняемой территории, своевременно обнаруживать возникающие пожары и определять их места методом засечек с 2-3 пунктов. При этом разме- щение пунктов и работа на них наблюдателей должны быть увязаны между соседними лесхозами. Наблюдательные пункты строятся в виде металлических и деревянных вышек или мачт, павильонов либо других сооружений по утвержденным типовым проектам. Чтобы сократить расходы на строительство и обеспечить наблюдение с одного пункта за боль- 111

шей территорией, их размещают на возвышенных местах. Пункты располагаются не далее 10-12 км друг от друга, так как большие расстояния ухудшают возможность обзора. В качестве наблюдательных сооружений используются: пожарно-наблюдательные вышки типа ПНВ-35 высотой 35 м с лестницей и павильо- ном для наблюдателя; пожарно-наблюдательные мачты секционного типа на растяжках с подъемником на противовесе, высота 27-30 м; пожарно-наблюдательные пункты в виде павильона на господствующей высоте. Для слежения за возникновением пожаров в лесах начали применяться телевизион- ные установки ПТУ-96М с цветным изображением и лазерным дальномером. Каждая из камер способна зарегистрировать пожар в радиусе до 20 километров. Полученные видео- изображения передаются на монитор, который установлен на посту дежурного. До по- следнего времени в арсенале работников лесного хозяйства были только черно-белые ка- меры, которые не могли точно воспроизвести картину происходящего. В результате де- журный не всегда замечал на экране дым от пожара. Рисунок 25 – Телевизионная установка для слежения за возникновением пожа- ров в лесах В Ленинградской области часть телеустановок разместили на радиовышках сотовой связи, что позволило увеличить радиус обзора до 60 км. Для удобства обслуживания наблюдательные пункты по возможности размещают вблизи от населенных пунктов, кор- донов, дорог и рек, а пункты, оснащенные телевизионными установками, - в местах с наличием электроэнергии. Все наблюдательные пункты как постоянные, так и временные (передвижные) обеспечиваются связью с ближайшим лесничеством, пожарно-химической станцией или лесхозом. Для определения места лесных пожаров методом засечек на наблюдательных пунк- тах используются геодезические угловые инструменты (например, буссоль) или простей- шие самодельные устройства, позволяющие определить величину азимута обнаруженного дыма в лесу. На схематическом плане лесонасаждений в лесхозе или лесничестве наносят- ся точками места наблюдательных пунктов, вокруг которых вычерчиваются азимутальные круги с градацией в 2°. Все наблюдательные пункты нумеруются. Дежурный работник лесхоза или лесничества, получив с 2-3 вышек данные об азимутах, где замечено загора- ние, методом засечек (пересечение азимутальных линий) определяет на плане место воз- никшего пожара. При установке на пожарных вышках и мачтах телевизионной камеры наблюдение за лесом ведется оператором по экрану видеоконтрольного устройства, раз- мещенного в помещении, удаленном от вышки (мачты) на расстояние до 1 км. Для своевременного обнаружения лесных пожаров лесхозы также организуют пат- рулирование работников государственной лесной охраны. Патрулирование проводится лесной охраной, командами пожарно-химической службы (ПХС), механизированными 112

отрядами на автомашинах, мотоциклах, мопедах, велосипедах, мотолодках и на верховых лошадях. При этом патрульный, патрульная группа должны иметь набор средств для ту- шения обнаруженного пожара. Патрульные, как правило, обеспечиваются биноклями и средствами связи с лесничеством и лесхозом, ПХС и механизированным отрядом для со- общения о всех обнаруженных лесных пожарах и принятых мерах по их тушению. Авиационное патрулирование входит в комплекс работ по авиационной охране ле- сов, осуществляемых базами авиационной охраны лесов, а также с привлечением авиа- ции органами управления лесным хозяй- ством в субъектах Российской Федерации. Применение авиации имеет давнюю тради- цию, так Северная база авиационной охраны лесов была создана 8 апреля 1936 года, когда приказом треста лесной авиации был органи- зован 2-й Северный авиаотряд «Лесавиа». Отнесение территорий в зоне авиационной охраны лесов к районам авиационной или наземной охраны проводится лесхозами и авиаотделениями в соответствии с планами противопожарного устройства лесов и другими проектными материалами. Авиационное патрулирование лесов проводится по утвержденным маршрутам, за- ключается в систематическом наблюдении с воздуха за обслуживаемой лесной территори- ей с целью своевременного обнаружения лесных пожаров и выявления нарушений правил пожарной безопасности в лесах и определяется классификацией лесных пожаров: I класс пожарной опасности (отсутствует) – авиационное патрулирование, как пра- вило, не проводится; II класс пожарной опасности (малая) – авиационное патрулирование до начала гори- мости проводится через 1-2 дня; III класс пожарной опасности (средняя) или наличие пожаров в дни со II классом – авиационное патрулирование проводится ежедневно; IV класс пожарной опасности (высокая) или наличие пожаров в дни с III классом – авиационное патрулирование проводится два раза в сутки; V класс пожарной опасности (чрезвычайная) или наличие пожаров в дни с IV клас- сом – авиационное патрулирование проводится три раза в сутки. В тех районах, где имеется достаточная сеть наземных наблюдательных пунктов, авиационное патрулирование может осуществляться в виде эпизодических патрульных полетов в периоды высокой пожарной опасности в лесах по условиям погоды, для прове- дения контроля, противопожарной пропаганды и выполнения других специальных зада- ний. Для обнаружения скрытых очагов горения, которые могут явиться источником воз- никновения лесных пожаров, а также скрытых очагов высоких температур на кромках ло- кализованных лесных пожаров применяют тепловизоры (типа «Тайга-2»), устанавливае- мые на патрульных самолетах и вертолетах. Обнаружение лесных пожаров из космоса заключается в использовании спутниковой информации в виде фотоснимков отдельных трудно доступных территорий, где не осу- ществляется регулярное авиапатрулирование. На снимках с ИСЗ пожары проявляются в виде тонких светлых штрихов (шлейфов дыма) протяженностью у земли 100—150 км. При дешифрировании снимков можно также определять состояние лесных пожаров, за- дымленность территории и примерный размер пройденных огнем площадей. В конце 90-х гг., в процессе выполнения лесоустроительных работ, начали создавать цифровые карты и формировать локальные геоинформационные системы (ГИС) на уровне лесхозов. Ведутся также работы по созданию специализированных или многоцелевых 113

ГИС регионального и федерального уровней. Для мониторинга лесных пожаров в г. Пуш- кино Московской области создан центр слежения за оперативной обстановкой в лесах Ев- ропейской части России, а для слежения за лесами Азиатской части такой центр организо- ван в г. Иркутске. Вся информация совмещается на едином сервере «Авиалесоохраны». Решение задач мониторинга лесных пожаров ведется на основе сочетания различных видов наблюдений и измерений: дистанционные наблюдения из космоса с различных космических аппаратов; дистанционные наблюдения с летательных аппаратов (самолеты, вертолеты, дельта- планы, беспилотные летательные аппараты и пр.); наземные наблюдения. Приоритет отдается дистанционным методам, естественно, при условии их экономи- ческой доступности. В тех же случаях, когда космические или воздушные (авиационные) средства и методы по отдельности или совместно не решают проблему получения необхо- димой информации или решают только частично, они дополняются частично или заме- щаются полностью наземными наблюдениями. Практически ежедневно в пожароопасный период, а это 150-180 дней в году (вторая половина весны - лето - начало осени), вся территория страны должна как минимум два- жды покрываться обзорной съемкой с космических аппаратов для оценки синоптической и предпожарной обстановки в лесу и выявления очагов горения и слежения за динамикой лесных пожаров. При этом почти вся информация, получаемая в обеспечение задач охра- ны лесов от пожаров, должна поступать и обрабатываться или в реальном масштабе вре- мени, или в близком к нему. Для обеспечения решения задачи охраны лесов от пожаров требуется также привлечение в значительных объемах авиационных средств для авиапат- рулирования (аэровизуальных наблюдений) территории, поскольку космическая состав- ляющая на современном этапе не обеспечивает своевременное обнаружение на всей тер- ритории страны очагов горения в лесном фонде на ранней стадии их возникновения и оперативное слежение за ситуацией в зоне лесных пожаров. Разведка пожара. Для ориентирования в лесу (на местности) используют специаль- ные лесопожарные карты масштаба 1:100 000, на которые наносится вся пожарная ситуа- ция в районе работ, уточненные данные, полученные в результате воздушной и наземной разведки пожара, прогнозируемые направления его развития, основные намечаемые (пла- нируемые) меры борьбы и другие данные по реализации плана тушения. Целью разведки является обеспечение руководителя тушения необходимой инфор- мацией для разработки оперативного плана тушения и наблюдения за состоянием дей- ствующей и локализованной кромок пожаров. При разведке должны быть выяснены: вид и скорость распространения пожара, его контур и примерная площадь; тактические части (фронт, фланги и тыл) пожара и основные типы (виды) горючих материалов; наиболее опасное направление распространения (чему угрожает пожар); наличие естественных и искусственных препятствий для распространения пожара; возможное усиление или ослабление пожара вследствие особенностей лесных участ- ков и рельефа местности на пути его распространения; возможность подъезда к кромке пожара и применения механизированных средств локализации и тушения; наличие водоисточников и возможность их использования; наличие опорных полос для отжига и условия прокладки таких полос; безопасные места стоянки транспортных средств и пути отхода рабочих на случай прорыва огня, места укрытия. Результаты разведки отражаются в составляемых при этом схемах (кроках) местно- сти или лесопожарных картах. 114

Кроме этих данных, разведка должна определить направление (предположительно) распространения и развития пожара в ближайшее время, если не будут приняты достаточ- ные меры к его тушению. При этом учитывается возможное усиление и развитие пожара в зависимости от особенностей лесных участков, по которым будут проходить его фронт и фланги, от метеорологической обстановки и рельефа местности. Для пожаров площадью 5-10 га такой прогноз составляется на ближайшие 2-3 ч, а для более крупных пожаров – на более длительные сроки в зависимости от реальных возможностей их ликвидации. При прогнозировании возможного развития скорости распространения пожара следует исполь- зовать данные; из приложения [41]. Элементы природного пожара. После возникновения очага загорания начинается развитие и распространение природного пожара. Непрерывно продвигающаяся полоса го- рения, на которой сгорание основного горючего материала происходит с максимальной для данного пожара плотностью тепловыделения, носит название кромки пожара. В ней различают внешнюю и внутреннюю границы. Внутренняя граница кромки обращена к площади, пройденной огнём, а внешняя – к неохваченной горением площади. Часть кромки, распространяющаяся с наибольшей ско- ростью, носит название фронт пожара, а продвигающаяся в противоположную сторону – тыл. Часть движущейся кромки между фронтом и тылом пожара называется флангами. При наличии легковоспламеняющихся горючих материалов (например, куртин хвойного подроста) отдельные участки фронта пожара продвигаются вперёд, образуя вы- ступы (языки, клинья), а при наличии пожароустойчивых участков (мочажины, куртины огнестойкой растительности) наблюдается образование впадин (карманов). Пространство, обрамлённое кромкой, называется площадью лесного пожара. Рисунок 26 – Элементы природного пожара (по С.В. Залесову) [14] Природные пожары подразделяются на лесные, тундровые, степные, луговые, и дру- гие в зависимости от территории. В настоящее время по пройденной огнём площади природные пожары принято де- лить на следующие категории: загорание – менее 0,2 га; малый – от 0,2 до 2 га; небольшой – от 2 до 20 га; средний – от 20 до 200 га; крупный – от 200 до 2000 га; катастрофическиё – более 2000 га. 115

Лесные пожары принято подразделять на низовые, верховые и подземные (торфя- ные, почвенные). В свою очередь, низовые и верховые пожары могут быть устойчивыми и беглыми. Рисунок 27 – Классификация природных пожаров (по Курбатскому Н.П., 1970) Верховые пожары характеризуются горением крон древостоев. При верховом бег- лом пожаре огонь быстро распространяется по кронам деревьев в направлении ветра, а при устойчивом (повальном) – по всему древостою: от подстилки до крон. Возникновение и развитие верховых пожаров происходит в хвойных древостоях из-за перехода низовых пожаров на низко опущенные кроны деревьев, в многоярусных насаждениях с обильным подростом, молодняках, а также в горных лесах. Скорость верховых пожаров: устойчиво- го – 300-1500 м/час (5-25 м/мин), беглого – 4500 м/ч и более (75 м/мин и более). Верховым пожарам наиболее подвержены хвойные молодняки, заросли кедрового стланика, в гор- ных лесах – все хвойные насаждения на крутых (более 250) склонах и на перевалах. При верховом беглом пожаре, который возникает при сильном ветре, огонь распро- страняется по кронам деревьев «скачками», опережая фронт низового пожара. Ветер так- же разносит горящие ветви, другие мелкие горящие объекты и искры, которые создают новые очаги низовых пожаров на сотни метров впереди основного очага. В ряде случаев огонь «перебрасывается» указанным способом через реки, широкие дороги, безлесные участки и другие кажущиеся рубежи для локализации пожара. Во время «скачка огня» пожар распространяется по кронам со скоростью 15-25 км/ч, однако средняя скорость распространения беглого верхового пожара всегда меньше, так как после «скачка» проис- ходит задержка распространения фронта пожара до тех пор, пока низовой огонь не прой- дет участок с уже сгоревшими кронами. Это происходит потому, что «скачок огня» вызы- вается подогревом полога леса теплотой низового огня. Тепловой поток, поднимаясь по направлению ветра наклонно, подогревает кроны деревьев впереди фронта огня на значи- тельном расстоянии. При воспламенении хотя бы одной из крон почти мгновенно воспла- меняются и другие, и огонь «скачет» по подогретым кронам, но затем вне сферы действия подогрева затухает. На следующем участке, когда низовой огонь подойдет к фронту, про- цесс подогрева полога повторяется и опять происходит «скачок огня». Верховые пожары, выделяя большое количество теплоты, вызывают восходящие по- токи продуктов горения и нагретого воздуха и образуют конвективные колонки диамет- ром в несколько сотен метров. Их поступательное движение совпадает с направлением продвижения фронта пожара. Пламя в середине колонки может подниматься на высоту до 100-120 метров. Конвективная колонка увеличивает приток воздуха в зону пожара и по- рождает ветер, который усиливает горение. 116

Низовой пожар характеризуется распространением огня по напочвенному покрову. При данном виде пожара горит лесной опад, состоящий из мелких ветвей, коры, хвои, ли- стьев, лесная подстилка, живой напочвенный покров, мелкий подрост и кора в нижней ча- сти древесных стволов, валеж. По скорости распространения огня горения низовые пожа- ры характеризуются как беглые и устойчивые. Беглый низовой пожар развивается чаще всего в весенний период, когда подсыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов напочвенного покрова и прошло- годняя травянистая растительность. Скорость распространения огня 180-300 м/час (3-5 м/мин) и находится в прямой зависимости от скорости ветра в приземном слое. Лесная подстилка сгорает на глубину 2-3 см. Устойчивый низовой пожар характеризуется полным сгоранием напочвенного по- крова и лесной подстилки. Развиваются преимущественно в середине лета, когда подстил- ка просыхает по всей толщине залегания. Скорость распространения огня до 180 м/час (1-3 м/мин). По интенсивности горения данные пожары подразделяются на слабые, средние и сильные. Интенсивность пожара определяется количеством тепла, выделяющимся с еди- ницы длины фронта в единицу времени (кВт/м). Интенсивность пожара в полевых усло- виях глазомерно определяется по высоте пламени. Почвенный пожар развивается в результате заглубления огня низового пожара в подстилку и торфяной слой почвы. Горение распространяется по торфяному горизонту почвы или торфяной залежи под слоем почвы. При таком пожаре сгорают корни, деревья вываливаются и падают, как правило к центру пожара. Пожарище в большинстве случаев имеет круглую или овальную форму. Скорость распространения огня незначительна – от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров в сутки. Рисунок 28 – Схема почвенного (торфяного) пожара по Е.С. Арцибашеву, 1974 Крупными считаются лесные пожары, распространившиеся на значительные терри- тории, для тушения которых, как правило, недостаточно сил и средств самих лесничеств и авиационных отделений баз авиационной охраны лесов. В районах работы авиационных сил и средств тушения принято считать крупным пожаром, охватившим площадь более 200 га, в районах работы наземных сил и средств тушения – площадью более 25 га. Такие пожары возникают в большинстве случаев в засушливые периоды, ветреную погоду и обычно носят смешанный характер, т.е. на отдельных участках распространяют- ся как верховые, а частично носят характер низовых. Рядом специфических особенностей отличаются крупные пожары в горах. Обычно возникают с конца июня и действуют до выпадения дождей. Весной и осенью они разви- ваются в травяных типах сосново-берёзовых и лиственничных лесов, а летом в период за- 117

сухи – в всех типах лесов. В широких ложбинах интенсивность горения высокая, а на склонах и вершинах ложбин низовые пожары переходят в верховые. Таблица 16 – Основные диагностические признаки для определения вида лесного пожара и его интенсивности Классы Вид и пожарной Основные виды горючих материалов, особенности пожара и интенсивность опасности характер повреждения лесного фитоценоза пожара погоды Низовой беглый Возникают на участках с травяным (весной, осенью) и лишайниковым (весь сезон) покровом, а также в лиственных насаждениях (весной и осенью), где опад сформирован из опавшей листвы деревьев и кустарников. В основном Слабая I-II сгорает усохшая трава, опад листвы или кустистые лишайники. Высота нагара на стволах до 1 м, скорость распространения до 1 м/мин, высота пламени - до 0,5 м. Интенсивность горения (мощность тепловыделения с одного погонного метра кромки пожара) - до 100 кВт/м Высота нагара на стволах - 1-2 м, скорость распространения - 1-3 м/мин, Cредняя III высота пламени - 0,5-1,5 м. Интенсивность горения 101-750 кВт/м Высота нагара на стволах - более 2 м, скорость распространения - свыше 3 Высокая IV м/мин, высота пламени - более 1,5 м. Интенсивность горения - более 750 кВт/м Низовой устойчивый (подстилочный) Кроме неразложившегося опада (ветошь, листва и т.д.) дополнительно сго- Слабая II рает живой напочвенный покров, кустарнички, подрост и верхний слабо- разложившийся слой подстилки Дополнительно сгорает среднеразложившийся слой подстилки, а вокруг Средняя III комлевой части стволов и валежа она прогорает до минеральной части поч- вы Подстилка сгорает сплошь до минеральных горизонтов почвы. На мало- Высокая IV-V мощных скелетных почвах наблюдается вывал деревьев Торфяной (подземный) Сфагнум сгорает на глубину до 7 см, между корневыми лапами торф прого- Слабая III рает до 30 см; остаются отдельные участки несгоревшего сфагнума и ба- гульника Кроме сфагнума сгорает очес и торф на глубину до 25 см. У большинства стволов вокруг комлевой части торф сгорает до минеральных слоев почвы, Средняя IV некоторые корневые лапы перегорают. Отдельные деревья вываливаются. Древостой сильно повреждается. Пожар имеет многоочаговый характер Торфяной слой сгорает сплошь до минеральной части почвы. Наблюдается Высокая IV-V массовый вывал деревьев. Древостой погибает полностью Верховой Возникают в хвойных насаждениях со слабой сомкнутостью полога или в состав которых входят лиственница и лиственные породы с долей участия слабая III до 3-4 единиц. Пожаром повреждаются участки с групповым расположением хвойных пород. Огонь по кронам распространяется снизу вверх и в основ- ном за счет поддержки низового пожара Верховой огонь по кронам древостоя распространяется также и горизон- средняя IV тально, часто опережая кромку низового пожара. Большая часть (до 60 %) древостоя повреждается верховым пожаром Высокая IV-V Полог древостоя сгорает сплошь или остается несгоревшим только пятнами в отдельных местах Дополнительным признаком интенсивности пожара может служить также величина невыгоревших участков в % от общей площади пожарища. Для пожаров всех видов она 118

составляет: при слабой интенсивности – более 15 %, при средней – от 6% до 15% и при высокой – менее 6%. Таблица 17 – Классификация лесных пожаров по категории сложности тушения [14] Площадь, Категория пройденная Минимально требуемое количество лесных лесного огнём к пожарных и средств пожаротушения пожара началу тушения, га Тушение может осуществить: Загорание 1 обученный человек с ручными средствами до 0,2 тушения Тушение могут обеспечить: Начинающийся 2-3 обученных человека с ручными средствами от 0,2 до 1,5 тушения Тушение может обеспечить: обученная команда численностью 3-12 человек Малый от 1,5 до 3 с использованием ручных средств тушения; 1-2 единиц пожарной техники Тушение могут обеспечить: 2-3 обученные команды (20-30 человек) с ис- Средний пользованием ручных средств тушения; от 3 до 25 2-3 бульдозеров, тракторов с лесными плугами, пожарных агрегатов Тушение могут обеспечить: 6-9 обученных команд (60-90 человек) с исполь- Крупный зованием технических средств тушения; от 25 до 200 от 3 до 8 бульдозеров, тракторов с лесными плу- гами, пожарных агрегатов Тушение обеспечивает команда: численностью более 100 человек с использова- Особо крупный нием технических средств тушения; более 200 от 3 до 12 бульдозеров, тракторов с лесными плугами, пожарных агрегатов Согласно классификатору при решении задач определения координат участков возгорания и оперативного наблюдения за лесными пожарами картируемыми слоями на тематических картах авиабазы охраны лесов является очаги пожаров > 30 кв. м., площади, пройденные огнем. Уровень масштаба тематических карт 1:100000. Для раз- работки тематических карт используются снимки с разрешением 1000 м. Спектральный диапазон 3,55-3,93 мкм. Сезон съёмки – пожароопасный период. 2.3.3 Прогноз распространения лесных пожаров Лесной пожар это стихийное неуправляемое распространение огня на лесной площади. Различают низовые, верховые и подземные виды лесных пожаров. В про- центном соотношении к общему числу лесных пожаров в России низовые пожары со- ставляют около 98%, верховые – 1,5%, подземные – 0,5%, а площадь пройденная огнём – около 81,4%, 18,58% и 0,02% соответственно [42]. Низовые лесные пожары могут переходить на торфяных почвах в подземные (торфяные), а в молодняках и многоярусных насаждениях с наличием хвойного подро- ста – в верховые. 119

Низовые пожары – горение происходит под по- логом древостоя или на открытой местности, фор- ма площади пожара вытянутая, с извилистыми границами, огонь под пологом древостоя виден обычно местами, цвет дыма белый. Верховые пожары – площадь пожара сильно вытянута, видны горящие кроны деревьев, огонь хорошо виден с высоты 600 м, цвет дыма тёмный. Торфяные (подземные) пожары – границы не- давно возникшего пожара плохо заметны, дым поднимается по всей площади пожара; на пожаре действующем более суток границы выгоревшей площади хорошо заметны, дым сосредоточен на по периферии пожара, много деревьев, вывалив- шихся вершинами на выгоревшую площадь, огонь не виден. Лесные пожары при определённых природных условиях представляют собой весьма динамичные процессы и могут перерастать в крупные с площадью лесного пожара свыше 200 га. Их число в среднем за год составляет 1-2%, но пройденная ими площадь достигает 60-70% от всех пожаров. Оперативное обнаружение и достоверный прогноза распространения лесного пожа- ра позволяет своевременно оценить угрозу природной среде, объектам экономики и насе- ленным пунктам, принять необходимые меры по предотвращению ущерба, спланировать работу противопожарных сил. Площадь пожара при определённых условиях может воз- растать в зависимости от времени практически по параболическому закону. Рисунок 29 – Пример динамики развития лесного пожара, Комаровский В.С., СГТУ, Красноярск 120

При проведении авиационной разведки лесных пожаров лётчик-наблюдатель осу- ществляет облёт территории лесных массивов на высоте 600-800 м (при хорошей видимо- сти 1000-2000 м), для детальной разведки – снижается до высоты 200 м. Для определения с воздуха вида лесного пожара разработана система признаков (например, цвет дыма, форма дымового следа и пр.). Модели оперативного прогноза развития лесных пожаров принято делить на теоре- тические, эмпирические и полуэмпирические модели, а наиболее практически интересны- ми являются модели разработанные для низовых и верховых пожаров. Различия между перечисленными группами моделей заключается в разном соотношении роли теории и практики при их построении: первая группа содержит чисто теоретические модели, вторая – чисто экспериментальные (прагматические), третья занимает между ними промежуточ- ное положение. Общим является – оперативный прогноз развития лесных пожаров. Теоретические, или модели, построенные «из первых принципов», базируются на физике горения и описывают физические механизмы составляющих пожар процессов для получения изучаемых параметров пожара, не используя при этом экспериментальные данные (все необходимые константы могут быть вычислены на основе исходной теории). Записываются, как правило, в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных и учитывают три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекция и ради- ация. Описывают развитие лесного пожара с учетом общих и территориальных факторов, позволяя отвечать на весьма широкий круг вопросов. Теоретические модели более универсальны и не привязаны к условиям конкретной местности, однако за универсальность необходимо «платить». В данном случае «распла- той» является неточность моделей и сложность их построения. Для сведения к минимуму неопределённость моделей необходимы большие объёмы исходных данных, точно изме- рить которые практически невозможно. Эмпирические, или статистические, или модели «чёрного ящика» рассматривают пожар, не интересуясь физической или иной его природой. Используют эксперименталь- ные данные, полученные при реальных пожарах, для определения статистических зависи- мостей между входными и выходными характеристиками модели пожара. Эмпирические модели строятся проще остальных моделей, так как для этого не надо вникать в глубину явления. Вместо этого необходимо обладать набором эксперименталь- ных данных. Недостаток моделей – их ограниченная применимость (они применимы только для тех лесных условий, для которых использовались данные о пожарах). Однако они обладают и рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие: простота в построении даже для человека, который слабо знакомого с физикой от- крытого горения; точность выше, чем построенных «из первых принципов», которые предназначены для широкого диапазона растительных условий; величина возможной ошибки обычно оговаривается заранее. Полуэмпирические, или феноменологические модели используется смешанный под- ход – экспериментально-аналитический. Они не могут объяснить аналитически все аспек- ты развития пожара и поэтому содержат неизвестные параметры (константы), определяе- мые из эксперимента. Эти модели комбинируют физическую теорию со статистическими методами для вывода формул, описывающих поведение пожара. Модели адекватны в си- туациях, похожих на те, при которых были собраны и обобщены опытные данные. Такие модели значительно проще в верификации, по сравнению с теоретическими, при этом они более адекватны, по сравнению эмпирическими (статистическими) моделями. Полуэмпирические модели частично ликвидируют недостатки моделей двух первых групп: как теоретические модели они описывают физико-химические законы горения, как эмпирических моделей – используют экспериментальные данные. 121

Между тремя описанными выше группами моделей границы условны. Особенно это относится к теоретическим и полуэмпирическим моделям, поэтому в научной литературе существует мнение о рассмотрение двух групп моделей лесных пожаров – эмпирических (статистических) и полуэмпирических (феноменологических). Особенно данный подход к классификации моделей становится более жизненным при их компьютерной реализации в ГИС систем принятия решений. Например, элементы теоретических моделей можно эф- фективно применять в составе аналитических имитационных комплексах оперативного прогнозирования развития лесных пожаров. Моделированием лесных пожаров занималось много ученых [4,11]. Самые ранние работы относятся к 20-м годам XX-го века. Наиболее применима на сегодняшний день полуэмпирическая модель распространения низовых лесных пожаров, разработанная Ричардом Ротермелом [44], которая была адаптирована для условий распространения ни- зовых лесных пожаров, присущих различным регионам СССР. Программные реализации модели успешно внедрены в большинстве лесных служб Северной Америки. Позже были сделаны попытки применения модели в Европе. Данная модель является полуэмпириче- ской и не удивительно, что в условиях Средиземноморья её применение не принесло не- медленного успеха – понадобился долгий и трудоемкий процесс по её «адаптации» к но- вым условиям. В итоге модель нашла применение на сегодняшний день и в Европе. Мо- дель адаптирована применительно к условиям Беларуси, реализована в компьютерном комплексе прогноза распространения лесного пожара. Недостаток модели в отсутствии явного учета законов сохранения массы и количества движения, в результате чего прихо- дится привлекать различные эмпирические соотношения, что снижает точность и общ- ность прогноза скорости нормального распространения лесного пожара. В частности, в рамках этой модели не удается определять скорость распространения верховых пожаров. Среди статистических моделей лесного пожара наиболее показательна модель рас- пространения пожара Воробьева О.Ю [6]. Пожар здесь рассматривается как процесс слу- чайного распространения на плоской квадратной решетке. Считается, что горение, воз- никнув в некотором узле, передается во все соседние узлы решетки в течение одного такта времени с определенными вероятностями. Каждая реализация процесса приводит к конту- ру случайной формы. Подбор вероятностей перехода огня из каждого узла к соседним да- ет возможность определять средние контуры пожара в каждый момент модельного време- ни. Наиболее интересные исследования по оперативному моделированию распростране- ния лесных пожаров (прежде всего крупных) последнего десятиления основаны на ис- пользовании нейросетей [11], которые сводят задачу к задаче классификации лесных по- жаров, имевших место в прошлом, относительно которых известно, при каких условиях они происходили (условия местности и метеоусловия) и каковы были их последствия (площадь, возможно ее динамика, количество ресурсов на тушение). Классификация осуществляется путем обучения нейронной сети. Обученная ней- ронная сеть способна относить новый потенциальный пожар к одному из уже существу- ющих классов. При этом появляется возможность оценить последствия этого пожара. Для построения нейросети используется, например, топологическая карта сети Кохонена. 122

Эмпирическая модель принятая нормативными документами. В качестве модели для прогнозирования развития лесных пожаров принята модель, представленная в Указа- ниях по обнаружению и тушению лесных пожаров, введённых Приказом Федеральной службы лесного хозяйства России от 30.06.95 №100. Модель определяется: основными диагностическими признаками для определения вида лесного пожара и его интенсивности; примерными показателями развития и распространения лесных пожаров; показателями возрастания площадей и периметров пожаров при разных сроках их действия и условиях внешней среды. Основные диагностические признаки для определения вида лесного пожара и его интенсивности представлены в виде ранее введённой таблицы и связывают: основные виды горючих материалов, особенности пожара и характер повреждения лесного фитаценоза; вид и интенсивность пожара; классы пожарной опасности погоды. Примерные показатели развития и распространения лесных пожаров сведены в таб- лицы нормативного документа: примерные показатели развития и скорости распространения лесных пожаров в насаждениях различных типов леса в зависимости от классов пожарной опасности по условиям погоды; примерные показатели развития и скорости распространения лесных пожаров в насаждениях различных типов леса в зависимости от классов пожарной опасности по условиям погоды для условий Дальнего Востока; коэффициенты относительного влияния главных факторов на скорость распростра- нения горения при низовых пожарах. Примерные показатели развития и скорости распространения лесных пожаров в насаждениях различных типов лесов в зависимости от классов пожарной опасности по условиям погоды доопределяются примечанием к таблицам: верховые пожары возникают в дневные часы, распространяются в хвойных (сосно- вых, еловых, пихтовых, реже в кедровых) молодняках, а также в насаждениях более старших возрастов при наличии вертикальной сомкнутости полога; на вырубках и других открытых участках (особенно на захламленных или с имею- щимися куртинами хвойных молодняков либо горючих кустарников) опасность возникно- вения пожаров наступает раньше и пожары распространяются быстрее (в 2-3 раза), чем под пологом древостоя; опасность появления верховых, сильных низовых и почвенных пожаров особенно усиливается при комплексных показателях более 5000. При этом резко возрастает опас- ность появления массовых вспышек пожаров. С помощью таблицы, определяющей коэффициенты относительного влияния глав- ных факторов на скорость распространения горения при низовых пожарах, можно рассчи- тать изменение скорости кромки низового пожара, если известно, как будут изменяться главные определяющие факторы (скорость ветра, влажность воздуха, крутизна склона). Для этого необходимо величину скорости пожара разделить на коэффициенты, соответ- ствующие величинам факторов в данный момент, и затем умножить на коэффициенты, соответствующие предполагаемым величинам факторов. Пример. Текущая скорость фронтальной кромки низового пожара равна 5 м/мин (300 м/ч), скорость ветра под пологом у кромки 1 м/с, влажность воздуха 20 %. Ожидается, что к вечеру ветер стихнет, а влажность воздуха повысится до 60 %. Какая будет скорость по- жара? С (скорость фронтальной кромки) = [300 м/ч : (2,6  3,8)]  (1,0  1,4) = 42 м/ч. 123

Таблица 18 – Примерные показатели развития и скорости распространения лесных пожа- ров в насаждениях различных типов леса в зависимости от классов пожар- ной опасности по условиям погоды Классы Скорость распространения Классы пожарной тактических элементов пожарной Вид опасности (в числителе – пределы, в знаме- опасно- Тип леса Примечание пожара по усло- нателе средняя скорость), м/ч сти типов виям по- леса фронт фланг тыл годы 10-140 10-25 5-10 Минимальные скорости рас- II пространения низовых по- 75 20 10 Низовой жаров при ветре до 1 м/с, 30-300 максимальные – при ветре I, IV — — Сосняки 130 от 6 и более вересковые Верховой 150-4000 Верховой устойчивый пожар устойчи- III, IV — — 800 возникает при ветре до 4 вый м/с, при ветре более 4 м/с Верховой 4000-18000 II, IV — — возникают беглые пожары беглый 600 I Зависимость скорости рас- 10-25 5-10 II 10-100 пространения низовых по- 20 10 Низовой жаров от скорости ветра та Сосняки 25-140 20-30 5-10 же, что и в сосняках верес- III, IV лишайниковые 80 25 10 ковых и лишайно- Верховой 150-4000 мшистые устойчи- III, IV — — 800 вый Верховой 4000-18000 III, IV — — беглый 600 20-60 Зависимость скорости рас- II 10 5 пространения низовых по- 40 Низовой жаров от скорости ветра та III, IV 20-140 10-30 10-20 же, что и в сосняках верес- Сосняки- 80 20 15 ковых II брусничники Верховой Условия распространения 150-4000 устойчи- III, IV — — верховых устойчивых и вер- 800 вый ховых беглых пожаров те же, Верховой 4000-18000 что и для сосняков вереско- III, IV — — беглый 6000 вых 20-30 Минимальные скорости рас- II 10 5 пространения низовых по- 25 Низовой жаров при ветре до 2 м/с, Сосняки- 20-90 10-25 10-20 максимальные - при ветре от III, IV черничники 55 20 15 6 м/с и более (насаждения Верховой Верховой устойчивый пожар III чистые и с 80-4000 устойчи- III, IV — — возникает при ветре до 6 примесью ели и 1000 вый м/с, а при ветре свыше 6 м/с лиственных Верховой 4000-8000 возникает верховой беглый пород) III, IV — — беглый 5000 пожар Подсти- 0,1-5,0 III, IV — — лочный 1,0 Зависимость скорости рас- пространения низовых по- 20-90 10-25 10-20 Низовой III, IV жаров от скорости ветра та Ельники- 55 20 15 же, что и в сосняках- черничники черничниках IV дренированные Верховой 50-4000 Верховой устойчивый пожар с примесью устойчи- IV — — 1000 возникает при ветре до 8 сосны вый м/с. При ветре свыше 8 м/с Верховой 4000-8000 возникает верховой беглый IV — — пожар беглый 5000 Ельники- Подсти- 0,1-2,0 0,1-2,0 0,1-2,0 черничники III, IV лочный 0,5 0,5 0,5 дренированные чистые и с Зависимость скорости рас- V примесью Низовой III, IV 20-140 10-30 10-20 пространения низовых по- лиственных 80 20 15 жаров Сосняки по от скорости ветра та же, что Торфяной III, IV 1,0 1,0 1,0 болоту и в сосняках вересковых 124

Таблица 19 – Примерные показатели развития и скорости распространения лесных пожа- ров в насаждениях различных типов леса в зависимости от классов пожар- ной опасности по условиям погоды для условий Дальнего Востока Классы Скорость распространения Классы пожарной тактических элементов пожарной Вид опасности (в числителе – пределы, в зна- опасности Тип леса Примечание пожара по усло- менателе средняя скорость), м/ч типов виям леса погоды фронт фланг тыл Низовые беглые пожары ха- 30-100 15-25 10-15 Старые гари, II рактерны для весны и осени. 65 20 15 редины, выруб- Низовой Минимальные скорости рас- ки (вейниковые, беглый пространения пожаров при 50-200 20-50 15-25 I осоковые и Ш, IV безветрии, максимальные - 125 35 20 разнотравно- при ветре 6 м/с и более злаковые) и Низовые устойчивые и под- Подсти- 0,5-3 0,5-2 0,5-2 мари осоковые IV, V стилочные возникают летом и лочный 2 1 1 осенью 15-20 10-15 5-10 Низовые беглые возможны II весной и осенью. Пределы Низовой 25 15 10 Лиственнични- скоростей распространения беглый 30-120 20-40 10-15 ки вейниковые, Ш, IV соответствуют безветрию и II разнотравные и 75 30 15 скорости ветра 6 м/с и более осоковые Подсти- 0,5-3 0,5-2 0,5-2 IV, V Возникают летом и осенью лоч-ный 2 1 1 15-30 15-20 10-15 II Низовые беглые характерны Низовой 20 15 10 для весны и осени, а устойчи- Дубняки и кед- беглый 30-120 20-40 15-20 III, IV вые - для лета III ровники всех 75 30 20 типов Подсти- 0,3-3 III, IV — — Возникают летом и осенью лочный 2 Таблица 20 – Коэффициенты относительного влияния главных факторов на скорость рас- пространения горения при низовых пожарах Влияние ветра Влияние влажности воздуха Влияние крутизны склона коэффициенты при распро- коэффициенты при распро- скорость влажность крутизна странении горения коэффи- странении горения ветра, воздуха, склона, по против поперек циенты вверх по вниз по поперек м/с % град ветру ветра ветра склону склону склона 0 1.0 1,0 1,0 20 3,80 0 1,0 1,0 1,0 0,2 1,2 0,9 1,1 25 3,40 10 1,2 1,0 1,0 0,4 1,4 0,8 1,2 30 2,90 15 1,5 1,0 1,1 0,6 1,8 0,7 1,3 35 2,60 20 2,0 1,0 1,2 0,8 2,1 0,6 1,4 40 2,20 25 2,9 1,0 1,5 1,0 2,6 0,6 1,5 45 1,90 30 4,9 1,0 1,8 1,2 3,3 0,6 1,7 50 1,70 35 9,5 1,0 2,1 1,4 4,0 0,6 1,9 55 1,60 40 28,0 1,0 1,6 4,9 0,6 2,2 60 1,40 1,8 5,9 0,6 2,5 65 1,35 2,0 7,0 0,7 2,8 70 1,25 2,5 10,0 0,7 3,7 80 1,15 3,0 13,0 0,7 4,7 90 1,00 125

Показатели возрастания площадей и периметров пожаров при разных сроках их дей- ствия и условиях внешней среды сведены в таблицы: периметр лесного пожара в зависимости от погодных условий и времени, прошед- шего с момента обнаружения до начала тушения; площади, и периметры, лесных пожаров при разной продолжительности их действия и различных среднесуточных скоростях распространения огня по фронту; Таблица 21 – Периметр лесного пожара в зависимости от погодных условий и времени, прошедшего с момента обнаружения до начала тушения, км. 126

Таблица 22 – Площади, га, и периметры, км, лесных пожаров при разной продолжи- тельности их действия и различных среднесуточных скоростях распро- странения огня по фронту Скорость распростра- Время с момента возникновения пожара, час нения огня Показатели по фронту, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 м/мин 3,0 Площадь 2,5 10, 22,0 40,0 62,0 90,0 120,0 160,0 200,0 250,0 Периметр 1,8 1,2 2,3 3,2 3,9 4,7 5,5 6,3 7,1 7,9 2,5 Площадь 1,8 7,0 16,0 28,0 42,0 63,0 86,0 112,0 142,0 175,0 Периметр 0,7 1,3 2,0 2,6 3,2 4,0 4,6 5,3 6,0 6,6 2,0 Площадь 1,2 4,7 11,0 10,0 30,0 43,0 58,0 76,0 95,0 118,0 Периметр 0,5 1,1 1,6 2,2 2,7 3,3 3,8 4,4 4,9 5,4 1,5 Площадь 0,7 2,9 6,6 12,0 18,0 26,0 36,0 47,0 60,0 73,0 Периметр 0,4 0,8 1,3 1,7 2,1 2,5 3,0 3,4 3,4 4,3 1,0 Площадь 0,4 1,5 3,4 6,0 10,0 14,0 19,0 24,0 31,0 38,0 Периметр 0,3 0,6 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,4 2,8 3,1 0,5 Площадь 0,1 0,6 1,8 2,4 3,7 5,3 7,3 9,5 12,0 14,8 Периметр 0,2 0,4 0,7 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,7 1,9 0,25 Площадь 0,07 0,3 0,6 1,1 1,7 2,4 3,3 4,3 5,4 6,7 Периметр 0,1 0,2 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 Согласно классификатору при решении задач прогноза распространения лесных по- жаров картируемыми слоями на тематических картах авиабазы охраны лесов является температура подстилающей поверхности, температура и направление ветра. Уровень масштаба тематических карт 1:1000000 и 1:2500000. Для разработки тематических карт используются снимки с разрешением 1000 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1 и 3,55-3,93 мкм. Сезон съёмки – пожароопасный период. При решении задач прогноза распространения лесных пожаров определяющим фак- тором становится оперативность обнаружения очагов лесных пожаров, особенно низовых, которые при определённых условиях могут перейти в торфяные и крупные верховые. Скорость возрастания площади последних видов пожаров определяет показательным за- коном от времени, а в отдельных случаях – параболическим. 2.4 Послепожарная инвентаризация леса Одной из функций организации охраны лесов от пожаров является ликвидация по- следствий лесных пожаров, которая начинается с послепожарной инвентаризации и отве- чает на вопрос о фактическом состоянии леса после воздействия огня. Гари лесных пожаров могут вновь зарасти лесом за 15 лет. Первый цикл заселения – это берёза и осина, если всё не забьёт трава и гарь не превратится в «зелёную пустыню». Выход на восстановление полноценного товарного леса на месте сгоревшего потребу- ет около 300 лет. 127

Лесные пожары наносят лесному хозяйству прямой и косвенный ущерб. Прямой ущерб лесному хозяйству выражается в повреждении деревьев, живого напочвенного по- крова, лесной фауны, почвы, материальных ценностей и достаточно легко оценивается, косвенный ущерб – трудно поддается материальной оценке, но зачастую во много раз превышает размеры прямого ущерба от пожара. Лесные пожары, разрушая лесные сообщества, вызывают заболачивание площадей, ветровал, бурелом, ухудшение санитарного состояния поврежденных огнем и соседних насаждений. Усиливаются эрозионные процессы, ухудшается гидрологический режим, снижаются водоохранные и водорегулирующие функции леса. Изменяется ход лесовозоб- новительных процессов, весьма часто происходит нежелательная смена пород. Лесные пожары вызывают дисбаланс в углеродных циклах, активизируя выброс чрезмерного ко- личества углерода в атмосферу. В работе средины прошлого столетия Мелихова И.С., которая остаётся весьма акту- альной до сих пор, для северных горельников была введена классификация [20]: 1) горельники с уничтожением древостоя; 2) горельники сухостойные и валежные; 3) горельники с жизнедеятельным древостоем: а) с незначительным (менее 10%) числом жизнедеятельных деревьев из первого яруса и полностью отмершими нижними ярусами; б) с более значимым (более 10%) числом жизнедеятельных деревьев первого яруса и также с совершенно отмёршими нижними ярусами; с) с частичным отмиранием лишь подчинённых ярусов леса или даже полным сохранением их. Выделение горельников первой и второй групп не представляет затруднений. При выделении же третьей группы горельников нередко возникает необходимость предвари- тельного установления дальнейшего развития затронутых огнём древостоев. Возможность оправления древостоев или части деревьев даёт основание для отнесения их к этой группе. Опасность быстрого разрушения деревьев, например, после сильных низовых весенних пожаров, может, наоборот, поставить под сомнение такое выделение. Для первой и второй групп на поврежденном участке леса происходит, как правило, полная смена растительности, для третьей – частичная. Послепожарные изменения зави- сят от многих факторов: характера пожара, его интенсивности, степени повреждения лес- ной растительности и почвы, состава древостоя, его возраста, лесотипологической харак- теристики, почвенно-гидрологического режима, особенностей прилегающих к горельнику участков леса. В качестве обязательных хозяйственных мероприятий в старых горельниках назна- чается уборка валежа и сухостоя, в свежих – выборочные или сплошные, в зависимости от степени повреждения, санитарные рубки. Наиболее пожаростойкими являются пирогенные древесные породы. Они в своем жизненном цикле, как правило, неоднократно испытывают негативное воздействие лес- ных пожаров, но, обладая сильными приспособительными реакциями и защитными меха- низмами, обычно успешно противостоят этому воздействию. Толстая кора (в комлевой части стволов), глубокая корневая система, высоко поднятая крона, наряду с хорошей воз- обновляемостью на гарях, делают эти породы наиболее устойчивыми к огневому воздей- ствию. Помимо этого, пирогенные породы успешнее противостоят стволовым вредителям и гнилям, устойчивы к ветру. Пожаростойкость древесных пород снижается в ряду: лиственница – сосна – кедр – пихта – ель; у лиственных пород осина превосходит в этом отношении березу, хотя ти- пично пирогенной породой из мелколиственных является именно береза. Из приведенной схемы заметно, что светлохвойные светолюбивые породы заметно превосходят по пожа- ростойкости темнохвойные теневыносливые виды – ель, пихту и даже кедр. 128

Пожаростойкость древостоя заметно изменяется с возрастом. Так, сосновые молод- няки высотой до 2 м погибают от огня полностью. При толщине коры до 1 мм происходит неизбежное отмирание камбия. С увеличение возраста деревьев нарастает корковый слой и они становятся более устойчивыми к огню: кора 8-мм толщины защищает сосну в 95% случаев. Повреждаемость древостоев зависит от их состояния: чем больше сухостоя, валежа и порубочных остатков, тем сильнее пожар и тем выше последующий отпад. Активной ме- рой противопожарной профилактики в лесу является своевременная уборка валежа и су- хостоя, а также правильная очистка лесосек. Несмотря на зачастую разрушительные последствия, лесные пожары содействуют возобновлению и стабилизируют долю пирогенных пород – сосны, лиственницы, березы в структуре лесного фонда. Периодическая повторяемость лесных пожаров укрепляет пози- ции этих видов, но активное антропогенное воздействие (прежде всего рубки) и охрана леса от пожаров ослабляют эту тенденцию. Используя методы управляемого огня (в нашей стране – огневые способы очистки лесосек), можно повысить возобновляемость таких ценных пород, как сосна, лиственница, береза. 2.4.1 Выявление гарей и определение их возраста После пожара в лесу остаётся гарь (горельник, горелый лес, пальник), характер ко- торой зависит от характера леса до пожара, от вида пожара, его интенсивности, площади и времени, от числа пожаров и их давности. Их классификация и мероприятия по восста- новлению для российских лесов во многом определяется географическим положением и возможностью хозяйственного освоения. Из почти 12 млн. км2 земель лесного фонда Рос- сии эксплуатационные леса составляют около 23%, а трудно доступные и не планирую- щиеся в освоению в ближайшие 20 лет резервные леса – более 50%. Гари (горельники) являются следствием лесных пожаров, качественный мониторинг которых позволяет достаточно эффективно выявлять, проводить инвентаризацию и орга- низовывать лесовосстановительные на местах пройденных огнём. Сразу после пожара морфология гари (горельника) достаточно легко определяется по характерным признакам, которые меняются в времени. В существующих нормативных документах классификация гарей (горельников) наиболее полно представлена в Руководстве по проведению лесовосстановительных работ в лесах Восточной Сибири, утверждённом 22.01.1997 года. В зависимости от давности пожара в руководстве гари (горельники) делятся на свежие (до 3-х лет) и старые (более 3- х лет). По степени повреждения древостоев лесными пожарами гари и горельники подраз- деляются на три группы: I - гари с древостоями, полностью погибшими в результате пожаров; II - горельники, в которых жизнеспособная часть древостоя имеет полноту ниже 0,3; III - горельники, в которых сохранившая жизнедеятельность часть древостоя имеет полноту 0,3 и выше. Используемая в руководстве терминология закреплена в нормативных документах ГОСТ 17.6.1.01-83 и ОСТ 56-108-98: гарь – лесная площадь с древостоем, погибшим в результате пожара; горельник – лесная площадь с древостоем, частично погибшим в результате пожара; полнота древостоя – степень заполнения древостоем пространства в горизонталь- ной плоскости определенной территории, выражаемая суммой поперечных сечений ство- лов составляющих древостой деревьев. Выделяется полнота абсолютная, выражаемая в абсолютных единицах на единицу площади – квадратных метрах на гектар, и относи- 129

тельная – в десятых долях от единицы, соответствующей эталонной полноте древостоя в данных условиях. Степень повреждения древостоев пожарами определяется при натурном обследова- нии гарей с использованием специальных таблиц: основные признаки для определения вида лесного пожара и его интенсивности; определение степени повреждения древостоев пожарами различных видов и ин- тенсивности. Таблицы по виду и интенсивности пожара для класса пожарной опасности позволя- ют связать качественную характеристику – вид горючих материалов и особенности пожа- ра с количественной – процент от общего запаса отмершей древесины и ожидаемого по- следующего отпада по породам (лиственница, сосна, кедр, ель, пихта, берёза, осина). В результате определяется класс гари (горельника) через полноту жизнеспособной части древостоя. Возможное хозяйственное освоение гари (горельники) характеризуется степенью до- ступности. На недоступных площадях гарей (горельников) планируется естественное их заращивание, а на доступных назначаются соответствующие лесохозяйственные меропри- ятия. Погибший древостой различается определёнными товарными свойствами, что опре- деляет деление гарей (горельников) на: нетоварные – со средним диаметром погибших древостоев до 16 см – назначаются расчистки гарей и горельников I и II групп по степени повреждения. Различают сухостой- ные и повальные нетоварные гари (горельники); товарные – со средним диаметром 16 см и более – назначаются сплошные (I, II груп- пы) или выборочные (II, III группы) санитарные рубки с заготовкой ликвидной древеси- ны). Различают гари (горельники) сухостойные товарные с количеством стволов более 600 шт./га, сухостойные товарные с количеством стволов до 600 шт./га и повальные товарные; Руководством по проведению лесовосстановительных работ гари (горельники) также классифицируются по показателю естественного лесовосстановления: удовлетворительное естественное возобновление хвойных пород – не требуется про- ведение лесовосстановительных работ; недостаточное естественное лесовосстановление – требуется создание частичных культур или проведение мер содействия естественному лесовосстановлению; неудовлетворительное естественное лесовосстановление – требуются мероприятий по искусственному лесовосстановлению. В соответствии с материалами Экологического портала (статья «Лесоводство хозяй- ство в лесах, повреждённых пожарами») по степени повреждения древостоя огнём го- рельники предложено подразделять на пять классов: древостой слабо повреждён пожаром, почти не изрежен; древостой характеризуется частичным отмиранием подчинённых ярусов или даже сохранением их после слабых низовых пожарах (отпад до 30% по числу деревьев или 25% по запасу); древостой заметно изрежен за счёт отмирания наиболее угнетённых и отставших в росте деревьев, но характеризуется сохранением жизнедеятельности значительного коли- чества деревьев верхнего полога (отпад 31-70% по числу стволов или 26-60% по запасу); древостой сильно разрушен и усыхает почти полностью; характеризуется сохране- нием жизнедеятельности только незначительного числа деревьев верхнего полога (отпад 71-100% по числу стволов или 61-100% по запасу); сухостойные горельники, полностью утратившие жизнедеятельность (отпад 100% по числу стволов и запасу); древостой в результате пожара вываливается; представляет собой валежные горель- ники (отпад 100% по числу стволов и запасу). 130

К собственно гарям относятся все лесные площади, как покрытые, так и не покры- тые лесом, пройденные пожарами. В свою очередь гари подразделяются на гари на по- крытых лесом площадях и на гари на не покрытых лесом площадях. Не покрытые лесом площади, пройденные пожаром, в зависимости от категории участка называются паловыми вырубками, пустырями и прогалинами. Пройденные пожа- ром покрытые лесом площади (насаждения) называют гарями насаждений (или горельни- ками). Например, гарь соснового насаждения – сосновый горельник, гарь берёзового насаждения – берёзовый горельник. При этом гари насаждений (горельники) со средним диаметром деревьев менее 12 см относят к гарям нетоварных насаждений (нетоварные го- рельники). Разработанные гари товарных насаждений (товарные гари) называются выруб- ками гарей (горельников). Разработка гари нетоварных насаждений называются расчист- кой гарей (горельников). Гари насаждений (горельники), в зависимости от степени повреждения живого напочвенного покрова, подлеска, подроста, прогорания подстилки, гумусового и торфяно- го горизонтов почвы, разделены на четыре группы, для которых разработаны определён- ные лесохозяйственные мероприятия: 1) древостой получил очень сильное повреждение и практически полностью погиб- шие насаждения всех возрастов – требуются проведение сплошных санитарных рубок и расчистка неликвидных горельников с проведением, при необходимости, лесовосстанови- тельных мероприятий; 2) древостой получил сильное огневое поражение, но сохранивший до 60% жизне- способных деревьев – в зависимости от типа леса и возраста древостоя, могут назначаться либо сплошные, либо выборочные санитарные рубки; 3) древостой получил незначительное огневое поражение и сохранивший более 60% жизнеспособных деревьев – проводятся выборочные санитарные рубки; 4) валежные горельники – возникают после торфяных пожаров в древостоях, произ- растающих на переувлажнённых почвах. Разработка данных горельников наиболее слож- ная, а часто и нерентабельна, в большинстве случаев целесообразно оставлять под есте- ственное заращивание, которое протекает, как правило, довольно успешно. Согласно классификатору при решении задач выявления гарей и определения их возраста картируемыми слоями на тематических картах санитарного состояния лесов являются гари разных возрастов Уровень используемых масштабов тематических карт 1:1000000, 1:2000000 и 1:50000. Для разработки тематических карт используются снимки с разрешением 170, 30, 5-15 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1 и 3,5-7 см. Се- зон съёмки – весна-осень. 2.4.2 Оценка состояния возобновления выгоревших участков леса Возобновление леса – смена старого поколения лесных пород новыми или появление поросли древесных растений на участках, где лес исчез в силу катастрофических природ- ных явлений или антропогенного воздействия. Возобновление леса есть процесс восстановления основного компонента леса – дре- весной растительности, вслед за которой появляются и другие, характерные для него ком- поненты – напочвенный покров, подлесок, грибная и бактериальная флора и т.д. На прак- тике оценивается по наличию и характеру молодого поколения древесных растений (всхо- ды, налёт, самосев, сеянцы, подрост, саженцы, поросль), их количеству, размещению, рас- пределению по породам, состоянию и т д. Бывает семенным и вегетативным, естествен- ным, искусственным и комбинированным. Естественное возобновление леса – не только стихийно протекающий процесс само- возобновления, но и управляемый процесс прежде всего биологический, слагающийся из ряда этапов, начиная от образования пыльцы и оплодотворения и кончая формированием 131

сомкнутого молодняка. В разных природных зонах имеет свои особенности (по срокам плодоношения, особенно по повторяемости семенных лет, по условиям произрастания се- мян, образования всходов и последующего формирования молодого поколения леса). На практике рассматривается и как техническая категория, как метод лесовосстановления, применимость которого зависит не только от природно-географических, но и от экономи- ко-географических условий и возможностей. Искусственное возобновление леса производится посевом семян или посадкой са- женцев. Выбор зависит от породы, природных условий, обеспеченности семенным и по- садочным материалом, наличия средств механизации. В современном лесоводстве наблю- дается постепенное увеличение посадок леса. Комбинированное (смешанное) возобновление леса представляет собой сочетание естественного и искусственного возобновления на одном и том же участке (семенное естественное возобновление в сочетании с посевом или посадкой, семенное естественное возобновление хвойных пород с порослевым возобновлением лиственных, порослевое возобновление лиственных пород с семенным возобновлением хвойных пород и т.д.). Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Правильный выбор способа возобновление леса зависит от места и времени. Искусственное возобновление проводят в первую очередь там, где не обеспечивается полноценное естественное возобновление. При этом надо отличать лесоразведение, т. е. выращивание леса на территориях, не заня- тых ранее лесом – в степях, полупустынях и пустынях, на месте разработанных карьеров. Естественное возобновление леса – образова- ние нового поколения леса естественным путем. Но это не стихийный процесс, а направляемое ле- соводом явление. Если специальные меры не при- нимаются, такое стихийное лесовозобновление называется заращиванием участков древесными породами. Естественное лесовозобновление может быть предварительным (когда под пологом леса имеется подрост) или последующим (в случае по- явления подроста на вырубке или гари). Периодом лесовозобновления называют время, прошедшее после рубки или пожара до образования сомкнутого молодняка. В зависимости от лесорастительных условий со- ставляет от 5–6 лет до 20–30 лет. Естественное лесовозобновление имеет ряд преиму- ществ: сохранение естественного разнообразия генотипов (сохранение генофонда); сохранение естественных динамических процессов, направленных на повышение устойчивости биогеоценоза, его подвижного равновесия с внешней средой; обеспечение повышенной устойчивости леса к болезням и повреждениям; снижение трудозатрат; улучшение качества древесины (повышается плотность, снижается суковатость ствола); сокращение периода восстановления леса в случае сохранения подроста; отсутствие эрозии почвы, вызываемой ее обработкой, корчевкой пней, уплотнением машинами; оптимальное размещение деревьев по площади; отсутствие поранения корней саженцев при посадке, заражения их гнилями, переса- дочного шока у саженцев, вызывающего падение прироста. Но и искусственное лесовосстановление в некоторых случаях имеет определенные преимущества: уменьшение периода восстановления леса по сравнению с последующим естествен- ным лесовозобновлением; 132

возможность селекции и интродукции; возможность восстановления леса в трудных условиях, где естественное лесовозоб- новление затруднено или невозможно. Древесные растения размножаются семенным и вегетативным путем. Семенное возобновление леса зависит от био- логических и экологических свойств древесных пород и от условий среды, т.е. является много- факторным процессом. Показателями семенной продуктивности дре- весных пород являются: возраст возмужалости, урожайность, периодичность обильного плодо- ношения, сроки созревания и опадения семян, их всхожесть, способ распространения и дальность разлета. Показатели существенно варьируют в зависимости от географического положения территории (точнее, положения относительно границ ареала вида), почвенно-грунтовых условий, положения дерева в древостое. Практически весь урожай дают деревья верхнего полога с наиболее развитыми кронами. Возраст возмужалости значительно раньше наступает у отдельно стоящих деревьев, у порослевых экземпляров и возле южной границы ареала. У сосны шишки могут образо- ваться в 5–8 - летнем возрасте и даже ранее. Средний возраст возмужалости деревьев в древостое следующий: у березы, осины и лиственницы – примерно 20 лет, у ели и сосны – 30, у дуба – 40, у бука, кедра, пихты – 50 лет. Урожайность изменяется с возрастом древостоя. Она возрастает до какого-то преде- ла, а затем падает. Средний урожай с 1 га в год у березы – 1 кг, у сосны – 2–3, у ели – 5– 10, у лиственницы – 10–20, у кедра – 300, у дуба – 500 кг. Периодичность обильного плодоношения (семенные годы) колеблется от 2–3 лет у березы, осины, ольхи серой до 6–7 лет у дуба; ель и сосна обильно плодоносят через 4–6 лет. Иногда наблюдаются значительные отклонения от этих сроков. В семенной год уро- жай семян превышает его средние значения. У сосны он может достигать 20-30 кг с 1 га и более. Причинами периодичности семенных лет считают: постепенное накопление запас- ных питательных веществ, которые в годы повышенного урожая сильно расходуются; нарушение в соотношении фотосинтеза и почвенного питания (с ним связано накопление запасных питательных веществ); благоприятные условия в период заложения генератив- ных почек; колебания погоды (вслед за сухими годами, благоприятными для фотосинтеза, обычно следует обильное плодоношение, тогда как заморозки и дожди во время цветения ослабляют его). Плодоношение можно стимулировать разреживанием древостоя, внесени- ем удобрений, селекционным отбором и даже механическим воздействием (кольцеванием, обрубкой корней), что способствует накоплению ассимилятов. Для получения большого количества качественных семян нужны специализированные семенные хозяйства. Сроки созревания и опадения семян. Семена созревают весной у осины, тополей, ивы, вяза, летом – у березы, осенью – у большинства древесных пород (у сосны осенью следующего за цветением года). Семена опадают осенью у кедра и пихты, поздней осенью после заморозков – у дуба и бука, в феврале – у ели, в марте – у сосны и лиственницы. Ускоряет созревание и опадение семян теплая и сухая погода. Всхожесть семян при их хорошем хранении и нормальных грунтовых условиях до- стигает, в среднем, у сосны 95% , у ели и дуба – 85, у лиственницы сибирской – 70, у бере- зы повислой – 55, у пихты сибирской – 50, у кедра – 50–60%. У осины всхожесть высокая, но семена быстро её теряют. По способу распространения семян древесные породы делятся на анемохоры (име- ющие парусные приспособления и распространяемые ветром – сосна, ель, лиственница), 133

гидрохоры (распространяемые по воде – ольха черная) и зоохоры (распространяемые пти- цами и млекопитающими – дуб, бук, кедр). Семена ивы и тополя имеют парусные приспо- собления, но часто распространяются и по воде, поэтому их иногда относят к анемогидро- хорам. Дальность разлета семян у березы, осины, ольхи достигает нескольких сотен мет- ров, у сосны, ели, лиственницы – 50–100 м. Прорастанию семян, укоренению и росту всходов в первые годы мешают поврежде- ние насекомыми и грибами, уплотнение и пересыхание почвы или ее переувлажнение и нехватка кислорода, выжимание корней, заморозки, опал шейки корня. Кроме того, часть семян уничтожается грызунами и птицами. В благоприятные условия попадает лишь не- значительная часть всходов. На их выживаемость существенное влияние оказывают рас- тения живого напочвенного покрова: положительное (иван-чай и другие широколистные виды) или отрицательное (вейники, луговики и другие злаки). На этапе возобновления для хвойных может оказаться полезным неплотный ярус из березы, осины, ольхи, который защ ищает от колебаний температуры и препятствует разрастанию злаков. Естественное вегетативное возобновление леса может происходить, в основном, порослью от пня, корневыми отпрысками и отводками. Пневая поросль образуется из спящих (на ко- ре) и придаточных (на торце пня из камбия) по- чек. Поросль может образоваться также на стволах живых деревьев. В этом случае она но- сит название водяных побегов или волчков. Та- кие побеги чаще всего появляются у дуба, иль- ма, клена, ясеня, тополей. Водяные побеги легко обламываются, что вызывает опасность грибных инфекций. Кроме того, они увеличивают суковатость ствола. Спящие почки имеются и в кронах де- ревьев. При повреждении крон сосны, ели, лиственницы насекомыми из спящих почек по- являются укороченные побеги. Максимальной способностью к образованию пневой поросли обладают липа, ясень, граб, высокой – дуб, клен, ильмовые, ольха, средней – береза, бук, низкой – осина. Хвой- ные породы образуют поросль редко. Порослевая способность зависит от возраста и диа- метра деревьев. Она сохраняется тем дольше, чем медленнее растет дерево. Быстрорасту- щая осина сохраняет способность давать обильную поросль примерно до 20 лет, в 40–50 лет прекращается порослевая способность у березы, в 50–70 лет – у ольхи черной. У иль- мовых и клена поросль образуется до 60–80 лет, у дуба – до 100 лет, у ясеня и граба – до 150 лет, у липы – до конца жизни. В древостое лучшей порослевой способностью облада- ют тонкие, отставшие в росте деревья. Поскольку спящие почки находятся у корневой шейки, оставление высоких пней не стимулирует рост поросли. Если хозяйство ведется на поросль, то рубку надо проводить осенью. В этом случае порослевые побеги успевают к зиме одревеснеть. Корневые отпрыски образуются из придаточных почек на корнях деревьев. Макси- мальной способностью давать корневые отпрыски обладают осина, тополя, ольха серая, акация белая. Эти породы образуют отпрыски как при неповрежденных стволах и корнях, так и после их повреждения. Такие породы, как вяз, ильм, липа, граб, дают отпрыски по- сле рубки или повреждения корней. Слабо выраженной корнеотпрысковой способностью обладают дуб, бук, ясень, клен, а у хвойных такой способности нет. Осина после рубки древостоя может давать огромное количество корневых отпрысков (до 1 млн. на 1 га). Благодаря быстрому росту отпрыски быстро заглушают культуры и подрост хвойных по- род. Чтобы предотвратить появление отпрысков осины, за несколько лет до рубки прово- дят кольцевание (снятие коры ствола полосой шириной 20–30 см). Более эффективна инъ- 134

екция в зарубки на стволе арборицидов (раундапа, арсенала). Этот способ можно приме- нять уже за 3–4 месяца до рубки древостоя. Максимальной способностью давать отводки обладают пихта сибирская, кедровый стланик, липа, в меньшей степени – ель, береза, дуб. Отводки образуются вследствие при- гибания к почве нижних ветвей под собственной тяжестью или тяжестью снега и укорене- ния от придаточных почек. Некоторые кустарники (лещина, сирень персидская, ирга) мо- гут возобновляться порослью из спящих почек на корневищах (подземных побегах). Поросль и корневые отпрыски отличаются быстрым ростом в первые годы, посколь- ку вначале влагу и питательные вещества они получают из материнского корня. Это имеет большое значение в полезащитном лесоразведении. Способность пихты и кедрового стла- ника давать отводки может использоваться в защитных целях в горах и по берегам рек. Однако с каждым новым порослевым поколением побегообразовательная способность ослабляется. Отрицательными сторонами вегетативного размножения считаются ухудше- ние качества ствола вследствие кривизны из-за саблеобразного изгиба у пневой поросли, образование толстых ветвей и рыхлой древесины. Кроме того, грибная инфекция от раз- ложившегося пня легко распространяется на все потомство дерева (клон). Поэтому в дре- востоях, где имеются и семенные, и порослевые экземпляры, в первую очередь вырубают последние. Оценка успешности естественного лесовозобновления. Изучать процесс естествен- ного лесовозобновления необходимо для того, чтобы обоснованно выбрать способы и технологию лесовосстановления. Для этого проводится специальное обследование выру- бок и гарей. При этом определяются следующие показатели, позволяющие оценить успешность лесовозобновления: количество (численность) подроста на единице площади, равномерность размещения подроста по площади; качество (надежность) подроста; высотную структуру подроста. Аналогичное обследование проводят и в древостоях, намеченных в рубку. При этом решаются вопросы о способе рубки и о целесообразности сохранения подроста при сплошной рубке. Обследование проводится на круговых учетных площадках по 10 м2 (радиусом 1,79 м), которые закладываются равномерно в количестве не менее 50 шт. на выделе. На каж- дой площадке определяются: численность подроста (по породам); качество (жизнеспособность); категория высоты (мелкий – до 0,5 м, средний – 0,51 – 1,5 м, крупный – свыше 1,5 м). В камеральных условиях определяются: численность подроста на 1 га; его встречаемость (доля площадок с наличием хотя бы одного жизнеспособного эк- земпляра подроста); доля мелкого, среднего и крупного подроста; доля жизнеспособного, нежизнеспособного и сухого подроста. К жизнеспособному подросту относят особи с густым охвоением, темнозеленым цветом хвои, островершинной симметричной кроной протяженностью не менее 1/3 длины ствола в группах и 1/2 – у отдельно расположенных экземпляров, без снижения прироста по высоте за последние 3–5 лет. Полученные данные позволяют дать оценку успешности лесовозобновления по при- нятым шкалам. Эти шкалы дифференцированы по лесорастительным зонам, древесным породам и типам леса. Таежная зона делится по успешности естественного лесовозобновления на следую- щие полосы: 135

плохого возобновления (предтундровые леса с мощным моховым покровом, редким подростом и периодом возобновления более 20 лет); затрудненного возобновления (северная тайга, численность подроста до 3 тыс. экз./га, его возраст до 20 лет); успешного возобновления (средняя и южная тайга, численность подроста более 3 тыс. экз./га). В таежной зоне успешность возобновления на вырубках по типам леса ухудшается в следующем порядке: вересковый, лишайниковый, брусничный, долгомошный, сфагновый, черничный, кисличный, травяный, сложные. Таким образом, с увеличением плодородия почвы условия для последующего лесовозобновления ухудшаются, в основном, из-за за- дернения. Под пологом леса условия для естественного возобновления сосны наиболее благоприятны в типах леса вересковый и брусничный, в сфагновом типе они значительно хуже, а в сосняках кисличных и черничных преобладает подрост ели. В ельниках больше всего жизнеспособного подроста имеется в брусничном и черничном типах леса. В этих типах леса и следует ориентироваться на естественное лесовозобновление. Участки леса, созданные посевом или посадкой, то есть искусственные лесные насаждения, называются лесными культурами. Выращивание лесных культур на участках, где прежде был лес, называют искусственным лесовосстановлением, а на землях, где ра- нее его не было – лесоразведением. Согласно классификатору при решении задач оценка состояния возобновления вы- горевших участков леса картируемыми слоями на тематических картах лесистости и са- нитарного состояния лесов являются гари и участки возобновлённых пород. Уровень ис- пользуемых масштабов тематических карт 1:1000000, 1:2000000 и 1:50000. Для разработ- ки тематических карт используются снимки с разрешением 250, 30, 5-15 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1. Сезон съёмки – бесснежный. 136

3 Антропогенные воздействия на лес Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую оче- редь лесных экосистем все чаще используется термин – деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства. Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть пря- мым и косвенным. К прямому воздействию относятся: сплошная вырубка лесов, лесные пожары и выжигание растительности, уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров и промышленных комплексов), усиливающийся пресс туризма. Косвен- ное воздействие – это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязне- ния воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также про- никновение в растительные сообщества чуж- дых видов растений – интродуцентов. Интродукция (биологическая) (от лат. Introductio – «введение») – преднамеренное или случайное переселение особей какого- либо вида животных и растений за пределы естественного ареала в новые для них места обитания и введение, таким образом, в экоси- стему чуждого ей вида. Среди растений также имеется большое количество сознательно интродуцированных видов, в особенности декоративных. Например, европейский клён остролистный (Acer platanoides) в виде зелёных насаждений в садах и парках попал на американский конти- нент, а клён ясенелистный (Acer negundo), наоборот, широко культивируется в Европе, в том числе и в России. При этом клён остролистный известен как агрессивный вид, угро- жающий местным видам, а клён ясенелистный в Европе причисляют к агрессивным сор- ным видам. В отчете ЮНЕП «О состоянии окружающей среды к 2000 году» было подчеркнуто, что «сведение лесов – вероятно, наиболее серьезная экологическая проблема, стоящая пе- ред человечеством...». Сведение (гибель) лесов в списке злодеяний человека против окру- жающей среды стоит на одном их первых мест. За несколько столетий была уничтожена значительная часть всех лесных массивов на планете. На современном этапе развития производительных сил лесные экосистемы становятся еще более уязвимыми, утрачивают свои защитные функции, их потенциальные средоустойчивые возможности значительно ослабевают. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше – первые сотни лет. Живая природа – это сложное сочетание организмов, популяций и сообществ, суще- ствующих в разнообразном и непрестанно меняющемся мире. Устойчивость природных систем – способность сохраняться в условиях мощных антропогенных воздействий – определяется запасами растительной массы и её ежегодным воспроизводством естествен- ным растительным покровом. Территория России 17 098 246 км², около 60% территории занимают леса. Поэтому устойчивость природных экосистем России и стран ближнего за- рубежья в большой степени определяется устойчивости лесных экосистем. 137

3.1 Антропогенные воздействия промышленных и др. объектов Мастабность объекта исследования – леса России, занимающие около 60% террито- рии страны и составляющие по данным ФАО около 22% лесов мира, и глобальность средств исследования – космические системы дистанционного зондирования Земли, спо- собные обеспечить оперативный мониторинг любой точки планеты, требуют адекватной научной базы для исследования антропогенных воздействий на лесные ресурсы России. В качестве такой может выступить ландшафтоведение, являющееся разделом физической географии, изучающей сложные природные и природно-антропогенные геосистемы – ландшафты как части географической оболочки Земли. Ландшафтоведение рассматривает происхождение, структуру, изменение, простран- ственную дифференциацию и интеграцию ландшафтов, а также их отдельные свойства, взаимосвязи элементов и морфологических частей, их изменения под влиянием природ- ных и антропогенных факторов. В пределах ландшафтоведения сформировался ряд направлений: морфология ландшафта, геотопология, геохимия ландшафта, физика ланд- шафта, прикладное ландшафтоведение и др. Ландшафтоведение опирается на ряд общих подходов и методов: системный, срав- нительный и исторический подходы, дистанционные (в т.ч. космические) и стационарные исследования, математические и картографические методы. Главный метод ландшафтове- дения – ландшафтная съемка. Особое значение приобретает картографическое и матема- тическое моделирование. К важнейшим задачам ландшафтоведения относятся разработка теоретических основ рационального природопользования, в т.ч. охраны природы. Если географическая оболочка является объектом изучения общей физической географии, то часть географической оболочки – ландшафтная сфера и составляющие её индивидуальные природные комплексы являются объектом исследования ландшафтоведения. Природный ландшафт – сложная природная геосистема, состоящая из сопряженных генетиче- ски и функционально (т.е. потоками вещества и энергии) более мелких природных геосистем – урочищ (подурочищ), фаций. В данном случае ландшафт рассматривается как таксономическая единица в системе районирования территории и среда человеческого обитания. С другой стороны, общество со своими производительными силами создает соци- ально-экономическую среду ландшафтной оболочки. Обычно измененные хозяйственной деятельностью человека ландшафты называются антропогенными. Однако все они вклю- чают природную составляющую, поэтому правильнее их называть природно- антропогенными ландшафтами, или кратко – антропогенным ландшафтами. Отличия природно-антропогенных от природных ландшафтов: природно-антропогенным ландшафтам свойственна та или иная антропогенная трансформированность компонентов (чаще всего биоты), а порой и морфологической структуры исходного ландшафта; природно-антропогенные ландшафты имеют не только естественную, но и антропо- генную энергетическую основу; большинство современных природно-антропогенных ландшафтов насыщено про- дуктами человеческого труда – техновеществом, к которому относят всевозможные со- оружения, парк техники, промышленная продукция, отходы производства и пр. 138

3.1.1 Выделение участков с различной степенью преобразованности (нарушенности) растительного покрова Ландшафт (нем. Die Landschaft - общий вид местности; изображение местности, пейзаж в изобразительном искусстве) – генетически однородный природный территори- альный комплекс, который имеет одинаковый геологический фундамент, один тип релье- фа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ и фаций. В этом определении учтены основные особенности ландшафта: территория, обладающая генетическим единством, т.е. общностью происхождения и дальнейшего развития, в силу чего её размеры довольно значительны – до сотен квадрат- ных километров; в границах территории геологическое строение, рельеф и климат характеризуются относительной однородностью, благодаря которой формируется система закономерно по- вторяющихся местообитаний для его биогенных компонентов; каждый ландшафт отличается от другого своей структурой, т.е. набором более мел- ких природно-территориальных комплексов, выступающих в качестве его структурных элементов и связанных между собой генетически и динамически, образуя единую природ- ную территориальную систему. Считается неоспоримым утверждение, что ос- новным свойством ландшафта выступает его одно- родность. Однако в ландшафте представлены раз- личные природные компоненты и присутствуют локальные, более дробные ПТК – фации и урочи- ща, что невольно наводит на мысль о разнородно- сти комплекса. В действительности однородность ландшафта обеспечивается его генезисом, в кото- ром отражается однородность зональных (клима- тических) и азональных (рельефа, геологических отложений) факторов. Из этого становится очевидным, что набор фаций и урочищ в ландшафте носит не случайный, а упорядоченный, закономерный характер, который подтверждает относи- тельную однородность ПТК. В ландшафтоведении существует три трактовки термина «ландшафт»: региональ- ный, типологический, общий. В соответствии с региональной (или индивидуальной) трактовкой ландшафт пони- мается как конкретный индивидуальный природный территориальный комплекс, как не- повторимый комплекс, имеющий географическое название и точное положение на карте. Такой подход к изучению ландшафтов оказался весьма плодотворным. Благодаря ему по- лучили развитие следующие разделы ландшафтоведения: морфология ландшафта, дина- мика ландшафта, методика ландшафтного картографирования, систематика ландшафтов, прикладное ландшафтоведение. По типологической трактовке ландшафт – это тип или вид природного территори- ального комплекса. В почвоведении существует понятие о типах и видах почв, в геомор- фологии – о типах рельефа, а в ландшафтоведении можно говорить о типах, родах, видах ландшафта. Типологический подход необходим при средне- и мелкомасштабном карто- графировании ПТК значительных по площади регионов. 139

В соответствии с общей трактовкой синонимами ландшафта выступают природные территориальные комплексы, географические комплексы. Можно говорить: ландшафт Русской равнины, ландшафт Кавказа, ландшафт Полесья, болотный ландшафт. Ландшафты, особенно лесные, также определяются временем существования, по- этому принято говорить об их долговечности: долговременные саморегулируемые, много- летние частично регулируемые, кратковременные регулируемые. Долговременные саморегулируемые ландшафты могут существовать очень долго без вмешательства человека для их поддержания. Раз возникнув, они в дальнейшем развива- ются как естественные в соответствии с природными закономерностями, т.е. обладают высокой степенью саморегуляции. Например, известняково-карстовые пустоши Среди- земноморья, болотные мари Дальнего Востока и т.д. Многолетние частично регулируемые ландшафты существуют длительное время, но периодически нуждаются во вмешательстве человека. Это пруды (их нужно чистить), пойменные и суходольные луга (они требуют сенокошения и выпаса скота для уничтоже- ния кустарников), лесополосы (им необходимы рубки ухода). Кратковременные регулируемые ландшафты для своего существования постоянно требуют поддержки человека, его вмешательства. Это, прежде всего, полевые ландшафты. Антропогенные ландшафты. Предметом ан- тропогенного ландшафтоведения выступают комплексы, формирующиеся под влиянием хо- зяйственной деятельности человека – антропо- генные ландшафты. По мнению Ф.Н.Милькова [22] антропоген- ными ландшафтами следует считать как заново созданные человеком ландшафты, так и все те природные комплексы, в которых коренному изменению (перестройке) под влиянием челове- ка подвергся любой из их компонентов, в том числе и растительность с животным миром. К антропогенным ландшафтам относятся комплексы как сознательно и целенаправ- ленно созданные человеком для выполнения тех или иных социально-экономических функций, так и возникшие в результате непреднамеренного изменения природных ланд- шафтов. Характерная особенность целенаправленно созданных ландшафтов – сочетание природных процессов с процессами и элементами хозяйственной деятельности общества. Антропогенные ландшафты, имея природную основу, в своем развитии подчиняют- ся тем же закономерностям, что и природные. Представляют собой один из генетических рядов природных территориальных комплексов, что предопределяет необходимость изу- чать их методами, применяемыми в ландшафтоведении [22]. Вместе с тем не следует упускать из вида и то обстоятельство, что формирование, функционирование и динамика антропогенных ландшафтов теснейшим образом связана с социально-экономическими условиями. Основной принцип изучения антропогенных ландшафтов – принцип природно- антропогенной совместимости. Из других принципов, заимствованных из физической географии, не теряют своего значения принципы зональности и провинциальности. По- давляющее большинство антропогенных ландшафтов подчиняются закону широтной зо- нальности, и изменяет свой тип в зависимости от характера ландшафтной зоны. В настоящее время существует много классификаций измененных в результате ан- тропогенного воздействия ландшафтов, в основу которых положен, как правило, один из нижеперечисленных подходов: степень изменения природного комплекса – неизмененные, слабоизмененные, силь- но измененные; 140

направление технологического воздействия населения на природу – сельскохозяй- ственные, лесные, водные, промышленные и т.д.; соотношение природных и антропогенных процессов, влияющих на строение ланд- шафтов В соответствии с подходом, определяющим соотношение природных и антропоген- ных процессов, влияющих на строение ландшафтов, выделят следующие подклассы ландшафтов: антропогенно - естественные – возникшие под воздействием человека, но в даль- нейшем развивающиеся как естественные; антропогенно - восстанавливаемые – находящиеся в процессе восстановления; антропогенно - деградируемые – формирующиеся при разрушении преобразованных комплексов и не возвращающиеся к первоначальному состоянию; преобразованные – целенаправленно измененные. В качестве примеров различных сценарий развития измененных человеком ланд- шафтов можно привести следующие примеры. Антропогенно - восстанавливаемые ландшафты. После вырубки елового леса (ан- тропогенное воздействие) возникла березовая роща, которая отличается от предшествую- щего ландшафта многими параметрами и, прежде всего растительностью – обильное раз- нотравье, богаче видовой состав кустарников и кустарничков. Микроклимат леса также изменился – больше света, сильнее ветры, ниже влажность, более значительны перепады температур почвы и воздуха. Изменяются почвы – ослабева- ет процесс оподзоливания, возрастает содержание гумуса. Меняется животный мир – ис- чезают клесты, снегири, появляются тетерева, обыкновенная овсянка. Возникает стабиль- ный (равновесный) ландшафт, развивающийся по природным законам, но своим возник- новением он обязан человеку. Суходольные луга, используемые под сенокосы также при прекращении воздействия человека (сенокошения и пастьбы) превращаются в иные естественные ландшафты - ку- старниковые пустоши. Классическим примером природно- го комплекса, созданного человеком, являются лесозащитные полосы. Лесозащитные полосы были хоро- шо изучены в Каменной степи (юго- восток Воронежской области). Этот участок был избран В.В. Докучаевым в качестве ключевого для изучения процессов преобразования природы степей с помощью лесозащитных по- лос. Старые лесополосы – насаждения I и II классов бонитета с большим запасом и при- ростом древесины, созданы были в 1895 году на типичных черноземах с преобладанием дуба обыкновенного, клена остролистного и вяза гладкого. Запасы древесины – около 425 м2/га, прирост - 4,7 м2/га. За время существования лесополос, в них появились типично лесные виды кустарников, травяного покрова (ландыш майский, хохлатка, герань, грибы), а также типично лесные животные: лесные опушечные птицы (соловей, горлица, синица большая, зяблик, сороки, сова ушастая и сплюшка, галки, воробьи), очень много ежей, ко- сули, куница лесная. Обыкновенный чернозем, не теряя высокого плодородия, приобрел черты свойственные выщелоченным черноземам. Повысился уровень грунтовых вод. 141

Созданные человеком или возникшие в результате антропогенного воздействия ландшафты в дальнейшем развиваются согласно природным закономерностям и состав- ляют один из генетических рядов природных ландшафтов. Антропогенно - деградируемые ландшафты формируются при разрушении создан- ных человеком изначально продуктивных ландшафтов. В результате деятельности чело- века происходит разрушение ландшафта (засоление, эрозия, заболачивание, опустынива- ние и т.д.) и продуктивность ландшафта падает. Ярким примером антропогенно - деградируемых ландшафтов являются пески лево- бережья Днепра. В пятом столетии до н.э. на юге Причерноморских степей в Скифии, по описаниям Геродота, были участки гилеи (леса по-гречески). Он писал, что с переходом через Борисфенес (Днепр) «вступаем в гилею, ближайшую от моря». Сейчас в этих ме- стах, по левобережью Днепра, близ Каховки простираются незакрепленные пески площа- дью более 200 тыс. га, напоминающие пустыню. Существовавшие здесь до XII-ХIII веков н.э. леса (сосна, дуб, береза, ле- щина) – это экстремально южные лес- ные массивы, поэтому, будучи уничто- женными, они не восстанавливаются. Аналогичная ситуация сложилась в Средиземноморье, где сейчас на месте сведенных (в результате рубок и выпаса скота) высокоствольных вечнозеленых лесов из различных видов дуба, сосны и кедра существуют каменистые пустоши с разреженной растительностью типа гариги и фриганы. Согласно классификатору при решении задач выделения участков с различной сте- пенью преобразованности (нарушенности) растительного покрова картируемыми слоями на тематических картах антропогенной изменённости ландшафтов, эколого-геологических и других картах являются территории с разной степенью нарушенности растительного по- крова. Уровень используемых масштабов тематических карт 1:1000000 и 1:200000. Для разработки тематических карт используются снимки с разрешением 170, 30, 15 м. Спек- тральные диапазоны 0,4-1,1. Сезон съёмки – бесснежный. 3.1.2 Выявление участков леса, пострадавших от промышленных выбросов Техногенное воздействие на природу, в том числе и на лес, характеризуется форми- рованием специфических антропогенных ландшафтов. Горнопромышленные ландшафты. Добыча любого полезного ископаемого – это се- рьезное вмешательство в природу, и один из мощных видов техногенеза. В местах добычи полезных ископаемых происходит почти полное уничтожение при- родных ландшафтов, на месте которых возникают скважины, шахты, карьеры, отвалы, от- ходы первичного обогащения руд, угольные терриконы, транспортные магистрали и т.д. и формируются особые ландшафтно - геохимические системы – горнопромышленные ландшафты, которые неоднородны. В них выделяют четыре функциональные зоны: шахтно - карьерно - отвальная, приуроченная непосредственно к участку добычи по- лезных ископаемых: характеризуется практически полной деградацией почвенно- 142

растительного покрова и высокими концентрациями металлов в пыли, техногенных нано- сах, воде и растениях; территории горно - обогатительных комбинатов и обогатительных фабрик: характе- ризуется полной или значительной перестройкой первоначальной структуры за счет от- чуждения площадей под предприятиями и загрязнения токсичными отходами, выбросами и стоками; селитебные и пригородные ландшафты, расположенные в непосредственной близо- сти от месторождений и комбинатов, сильно загрязнённые, но сами не являющиеся источ- никами выбросов; четвертая зона с умеренным площадным загрязнением имеет нестабильные очерта- ния и располагается в радиусе от 3-5 до 10-20 км. В первой зоне наибольшее воздействие на природные ландшафты оказывает добыча по- лезных ископаемых открытым способом, в ре- зультате которой создаются карьеры глубиной до 300-500 м и отвалы, морфология которых определяется видом складирования вскрышной породы (гидроотвалы, автоотвалы, железнодо- рожные отвалы). Объем перемещаемых пород огромен (объем Лебединского карьера КМА составляет 170 млн. куб.м). Кроме того, добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается об- разованием депрессионных воронок, загрязнением подземных вод и региональным пере- распределением миграционных потоков, ухудшением водно - солевого баланса ландшаф- та, повышенной запыленностью и загазованностью атмосферы. Свежие некультивированные отвалы вскрышных пород производят впечатление ин- дустриальной пустыни. Ветер разносит большие объемы пыли, загрязняя воздух в радиусе нескольких километров (на расстоянии 2-3 км ПДК может быть превышено на 1-2 поряд- ка). Скорость зарастания отвалов определяется свойствами грунтов и физико- географическими условиями их местонахождения. При токсичности грунтов они долгое время могут быть безжизненными. Наиболее часто открытый способ добычи применяется при разработке угольных бассейнов. С добычей угля связаны и значительные геохимические изменения ландшаф- тов, которые обусловлены высокой концентрацией многих химических элементов в угле и большой массой сырья, извлекаемого при добыче (ежегодная мировая добыча составляет несколько миллиардов тонн). В углях концентрируется свыше 30 химических элементов, содержание которых в сотни и тысячи раз выше, чем в других осадочных породах. Состав типоморфных элементов зависит от конкретных геологических условий формирования месторождения и включает такие элементы как золото, германий, уран, кадмий, висмут, вольфрам, мышьяк, сурьма, бериллий, цинк, свинец, ртуть, редкоземельные элементы, се- ра, железо. Поступление этих элементов в ландшафт происходит главным образом из отвалов вскрышных пород, пыление которых приводит к повышенной концентрации пыли в воз- духе, а размыв дождевыми и талыми водами приводит к загрязнению поверхностных и грунтовых вод. Геохимические особенности этих ландшафтов в значительной степени определяются процессами окисления сульфидов железа и других металлов, содержащихся в углях. Их поступление с пылью и талыми и дождевыми водами в почвы приводит к рез- кому увеличению содержания сульфатов в водах и почвах. РН почв снижается до 2-3, ме- няются условия миграции химических элементов, многие переходят из слаборастворимых сульфидов в оксидные и водорастворимые сульфатные формы, происходит формирование 143

сернокислых ландшафтов. В техногенных угленосных наносах и почвах содержание сульфатной серы достигает 60-70%, а свободной серы 10-20% от валового количества. По- этому в районах добычи угля происходит не только концентрация типоморфных элемен- тов углей, но и их сернокислое выщелачивание. Оно приводит к формированию аномалий на щелочных и сорбционных барьерах, расположенных на значительном удалении от ме- ста добычи угля. При возгорании отвалов происходит загрязнение полициклическими ароматическими углеводородами. Открытая разработка применяется и при добыче железных руд. Непосредственно сама добыча и перемещение больших объемов горных пород контрастных геохимических аномалий не вызывает, но в техногенную миграцию вовлекается широкий спектр химиче- ских элементов (Mo, As, Mn, Zn, Co, Cr). При обогащении железной руды сульфидами в любом климате происходит образование сернокислых ожелезненных ландшафтов, в кото- рых развивается выщелачивание металлов и их миграция в кислых водах на значительные расстояния. Значительно более благоприятная экологическая ситуация складывается при разра- ботке торфяных месторождений. В зависимости от способа добычи торфа формируются различные типы карьерных ландшафтов. При экскаваторном способе отрабатываются па- раллельно распложенные карьеры шириной 3-6 м, длиной до 800 м, разделенные пере- мычками в 2-3 м. При гидравлическом способе залежь размывается струей воды в пределах прямо- угольных карьеров размером 30 × 125 м или 60 × 220 м с перемычками между ними около 4 метров. При современном фрезерном способе добычи торфяная залежь сначала осушивается, затем раз- рабатывается послойно в течение нескольких лет в пределах отдельных карьеров площадью 1-2 га, ограниченных через каждые 20-40 м картовыми, а через 500 м – валовыми осушительными кана- вами. Складирование в караваны длиной до 100 м и шириной у основания 5-8 м. Дальнейшая судь- ба отработанного месторождения складывается в зависимости от способа добычи. На отработанных фрезерных полях при удовлетворительном дренаже начинается по- степенное зарастание поверхности: от сорно-разнотравных комплексов до сложных дре- весно – кустарниково - травянистых комплексов. При неудовлетворительном состоянии дренажных систем происходит заболачивание и формирование лугово-болотных и болот- ных комплексов с участками стоячей воды. Зарастание карьеров, созданных при экскаваторном и гидравлическом способах до- бычи меньше зависит от состояния дренажной сети и определяется в первую очередь ме- стоположением участка. На перемычках, более сухих местообитаниях, появляются травя- ные и травяно-моховые группировки, а на дне карьеров – водно-болотные и болотные. В глубоких карьерах может происходить полное разрушение перемычек между карьерами и образование крупных искусственных водоемов со специфической системой островков. После отработки месторождений на этих территориях возникает карьерно - отвальные ландшафты. Их облик и дальнейшая судьба определяются типом бывшего месторождения и уровнем трансформации территории. Принято выделять следующие типы карьерно - отвального ландшафта: обнаженный – лишенный растительности из-за своей молодости или токсичности; пустошный – покрытый сорно-полевой луговой или лугово-степной растительно- стью. 144

Один из самых распространенных видов ландшафтов в зрелой стадии; лесной – одетый высокоствольными сосновым или березово-осиновым лесом; камнеломный бедленд – на местах добычи известняка, песчаника, писчего мела и других плотных пород. Каменистые донно-карьерные урочища с крутыми склонами, по- луразрушенными отвалами, лишенные почв и долго не зарастающий; торфяно - карьерный – на местах торфоразработок. Сильное переувлажнение приво- дит к образованию озер в понижениях. Растительность представлена болотным разнотра- вьем, угнетенными древесными и кустарниковыми породами. В настоящее время разработано несколько вариантов рекультивации ландшафтов. Полевая рекультивация – выравнивание антропогенного рельефа и возвращение тер- ритории к сельскохозяйственному использованию. Наиболее кардинальное преобразова- ние техногенного ландшафта, но экономически это чаще всего бывает не выгодна, так как требует значительных затрат сегодня с очень отдаленным возвратом вложенных средств. Экономически более целесообразным считают залужение и облесение карьерно - от- вальных комплексов, т.е восстановление растительного покрова без изменения литоген- ной основы. Данный вид рекультивации требует меньших затрат, и предполагает главным образом рекреационное использование восстановленных ландшафтов. Сельскохозяй- ственное использование при этом чаще всего невозможно. Рекультивационные работы включают горно - технический и биологический этапы. Горно-технические мероприятия направлены на изменение или преобразование гео- лого- геоморфологического строения нарушенной местности. В итоге создается рельеф с искусственным чехлом поверхностных отложений – прерывистым или сплошным в зави- симости от будущего вида использования территории. Интересные отвалы создаются в угледобывающих районах Германии. Пустая порода идет на образование искусственных холмов с лесопосадками. Высота таких холмов в Рур- ском районе достигает 60 м. Применяется отсыпка от периферии к центру. На начальном этапе создается насыпь высотой 8-10 м по всему периметру отведенной площади. Это первый ярус холма. Затем с насыпи идет отвалообразование к центру, на высоту 8-10 м по всей отведенной площади второго яруса. Таким образом, сооружают 4-6 ярусов, отделен- ных между собой террасами. Поверхность этих террас имеет уклон от периферии к цен- тру, что позволяет улавливать осадки. Затем производится биологическая рекультивация и выращивание древесных пород смешанного состава. После горнотехнических работ осуществляются биологические мероприятия. Ино- гда рекультивируемые участки покрываются искусственной (культурной) почвой с опре- деленными заданными свойствами. Но в силу экономических соображений это не всегда целесообразно. Поэтому чаще всего осуществляются посадки стойких и неприхотливых культур, произрастание которых приводит в ограниченные сроки к формированию почвы. Геохимической рекультавации практически никогда не происходит. Предполагается, что восстановление природного ландшафта приведет к самоочищению территории от техно- генного загрязнения. Рекультивированные земли используют в качестве сельскохозяйственных угодий, для создания лесов различного назначения и образования водохозяйственных объектов, под строительство и рекреационные комплексы (глубокие карьеры чаще всего превраща- ют в водоемы). При подземной добыче формируется провально- терриконовый тип местности с вы- сотой терриконов от 50 до 200 метров. Склоны терриконов изъедены рытвинами, вынутые с больших глубин породы бес- плодны, растительностью зарастают очень медленно. Терриконы угольных шахт из-за большой температуры внутри склонны к самовозгоранию. Над шахтами из-за обрушения кровли подземных выработок образуются провальные воронки (антропогенный псевдокарст), происходят оползневые смещения грунтов, затоп- 145

ление грунтовыми водами земель и усиление процессов эрозии в пределах депрессионной воронки, шахтными водами загрязняются подземные воды. Шахтным способом разрабатываются, кроме месторождений каменного угля и же- лезной руды, основная часть руд цветных металлов. Именно добыча этих металлов созда- ет сложную экогеохимическую ситуацию. Рудные районы характеризуются наличием природных аномалий с контрастностью на порядок выше фоновых, а непосредственно над самим месторождением концентрация некоторых цветных и редких металлов в почвах и растительности превышает фон в тысячи и десятки тысяч раз. Добыча и особенно переработка руд приводит к еще более высоким уровням содер- жания металлов во всех компонентах техногенных ландшафта. Геохимический спектр анамалий определяется типом месторождения, т.е. его типоморфными элементами. Каж- дый минералого-геохимический и генетический тип месторождения характеризуется определенными ассоциациями типоморфных элементов. Элементы-индикаторы и характерные элементы - примеси по типам месторождений: медноникелевые – Cu, Ni, Co, Ba, Pb, Zn, Ag; медноколчеданные – Cu, Mo, Pb, Co, As, Zn, Ag, Se; полиметаллические – Pb, Zn, Cu, Ag, Cd, Hg, As, Mo; золоторудные – Au, As, Sb, Pb, Cu, Zn, Bi, Hg; оловорудные – Sn, W, Be, As, Hg, Pb, Zn; ртутные и сурьмяно-ртутные Hg, Sb, As, Ta, Ag, Bi, Zn, Mo; урановые – U, Ag, Pb, Zn, Cu, Mo, V; редкометальные пегматитовые – Li, Rb, Cs, Nb, Sn, Ta, W, As; апатитовые – P, Sr, Ce, La, Y, Yb, Zr, Nb; железорудные – Fe, As, Zn, Pb, Mn, Ni, V, Ti. При добыче руд закрытым способом наиболее контрастные аномалии возникают во второй зоне, где происходит деградация почвенно-растительного покрова, и куда поступа- ет дополнительное загрязнение, связанное с обогащением и плавлением руд. Содержание пыли и тяжелых металлов в воздухе в этой зоне в радиусе до 2-3- км превышает ПДК на 1- 2 порядка. Ландшафты районов развития нефтедобывающей промышленности. Добыча нефти и газа относится к региональному типу производств, охватывающих территории в сотни и тысячи квадратных километров. Районы добычи нефти и газа соседствуют с перспектив- ными территориями, где ведутся поисково-разведочные геофизические и буровые работы, и в будущем возможно строительство новых комплексов. Нефтяной промысел эксплуатирует одно или не- сколько месторождений. На его территории разме- ром в десятки и сотни квадратных километров функционируют и оказывают воздействие на при- родную среду эксплуатационные, разведочные, наблюдательные и нагнетательные скважины, сборные пункты, насосно-компрессорные скважи- ны, пункты первичной подготовки нефти, сеть тру- бопроводов и другие сооружения, обеспечивающие добычу и транспортировку нефти. Воздействие всего комплекса технических сооружений приводит к разнообразным нарушениям компонентов природных ландшафтов, и, в конечном счете, может создать на территории нефтегазового предприятия кризисные экологические ситуации. Эти воздей- ствия могут выражаться в механическом нарушении почвенно-растительного покрова, воздействии на геологическую среду и тектонической активизации недр. 146

Механические нарушения почвенного покрова и растительности вызывают усиление криогенных процессов (термокарста, термоэрозии, солифлюкции, пучения, оживление ку- румов) эрозию, дефляцию. Воздействия на геологическую среду приводят к проседанию земной поверхности и, как следствие, к заболачиванию, подтоплению, или осушению. Нарушение гидрогеологических условий приводит к изменению водно-физических харак- теристик почвы, вызывая нарушения установившихся ландшафтно-геохимических про- цессов. Тектоническая активизация проявляется в сейсмичности, микроподвижках пла- стов, образовании трещин. Это вызывает механическую деструкцию почв и грунтов, отток части жидкости из недр на поверхность, усиление карстообразования, засоление и загряз- нение грунтовых вод. Кроме природных, возникновению кризисных экологических ситуаций способству- ют антропогенные факторы: разливы нефти и соленых вод (хронические утечки или зал- повые выбросы) и попадание в природную среду промысловых сточных вод, химических реагентов и буровых жидкостей. Нефть и сопутствующие ей химические вещества производят изменения во всех компонентах ландшафта: нарушается структура, водно-солевой режим почв, соотношение и подвижность химических элементов, трансформируется почвенный биоценоз, дегради- рует наземная растительность, загрязняются поверхностные и грунтовые воды. Для оцен- ки загрязнения ландшафта важно знать как состав и количество разлитой жидкости, так и физико-географические факторы среды. Признаки нарушения состояния ландшафтов связаны со следующими явлениями: постепенным увеличением содержания в почвах нефтяных компонентов, продуктов их трансформации, хлоридно-натриевых и сульфатно-натриевых солей; неуклонным уменьшением продуктивности почв, ухудшением состояния раститель- ности (в том числе лесов), появлением признаков «эвтрофикации» или уменьшением объ- ема фитомассы водоемов. При увеличении содержания в почвах нефтяных компонентов происходят изменения химического состава, физических свойств и структуры почв; резкая трансформация фрак- ционного состава гумуса, изменение окислительно-восстановительных условий, увеличе- ние подвижности ряда микроэлементов. Нефтяные компоненты, аккумулируясь в почвен- ных горизонтах, обволакивая корни, листья и стебли растений и проникая через клеточ- ные мембраны, нарушают водно-воздушный баланс среды и организмов, разрушают сло- жившиеся трофические связи. Это приводит к неуклонному снижению продуктивности почв, ухудшению состояния растительности вплоть до гибели почвенных животных и растений. Уровень загрязнения, при котором происходят эти первые изменения, зависит от конкретных ландшафтных условий, облегчающих или затрудняющих самоочищение сре- ды. Допустимая концентрация нефтепродуктов в почвах, при которой не требуется прове- дения мероприятий по санации почв составляет 1000 мг/кг (1%). Полное уничтожение растительности (травянистой) и более половины древесной происходит при насыщении гумусового горизонта нефтью в степных районах – более 6%, в таежно-лесных – более 3%, в мерзлотно-тундрово-таежных – более 0,5-1%. Контроль за состоянием почв в районах добычи нефти может проводиться на основе мониторинга уровней содержания и качественного состава широкой гаммы относительно устойчивых органических соединений – полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). В почвах присутствуют ПАУ, генетически связанные с процессами, протекающи- ми в почвах. Появление специфических групп ПАУ, продуктов биохимической их дегра- дации (т.е. сдвиг в соотношении отдельных групп) является хорошим индикатором начальных этапов загрязнения. Диагностика ранних стадий изменения ландшафтов при загрязнении нефтью может проводиться также с помощью изучения физиологического состояния автотрофных организмов (почвенные и водные водоросли) высших растений и 147

микроорганизмов. Установлено (метод флюоресценции и послесвечения), что если после загрязнения уровень фотосинтетической активности не опустился ниже 40-60% по срав- нению с контрольными величинами, то биоценоз может восстановиться (число живых клеток не ниже 15-20%). Восстановление почв и ландшафтов в целом после нефтяного за- грязнения должно базироваться на максимальной мобилизации внутренних резервов гео- систем для восстановления своих первоначальных функций. Самовосстановление и ре- культивация – неразрывный биогеохимический процесс, а рекультивация – ускорение процесса самоочищения с использованием природных резервов – климатических, микро- биологических, ландшафтно-геохимических. Общая длительность процесса рекультива- ции зависит от почвенно-климатических условий и характера загрязнения. Наиболее быстро этот процесс может быть завершен в степных, лесостепных и влажных субтропи- ческих условиях и составляет 2-5 лет. Ландшафты под воздействием теплоэлектростанций. Наиболее сильное влияние на прилегающую территорию теплоэлектростанция (ТЭС) оказывает дымовыми выброса- ми золы, окислов серы и азота. Другие виды воздействий оказывают существенное влия- ние на компоненты ландшафта лишь в сочетании с другими воздействиями. Дымовые выбросы ТЭС на твердом топливе подщелачивают атмосферные осадки, почву и по- верхностные воды. В условиях промывного режима почв лесной зоны (таежные ландшафты на бескар- бонатных породах) поступление содержащих ще- лочи атмосферных осадков приводит к понижению кислотности, дополнительному поступлению эле- ментов питания за счет зольных выбросов угольных ТЭС, что может положительно сказаться на био- продуктивности ландшафтов. При высоких концентрациях в золе кальция возможно формирование экологически кризисной ситуации для кальциефобов в зоне, непосредственно прилегающей к ТЭС. В степной и сухостепной зонах кризисные ситуации вокруг ТЭС могут возникнуть из-за по- вышенной запыленности приземной атмосферы за счет худшего её самоочищения при ма- лом количестве осадков и вторичном запылении за счет перемешивания выпавшей золы и пыли со слабо задернованной и сухой поверхностью почвы. Особенно остро это может проявляться в селитебных зонах, ухудшая санитарно- гигиенические условия зон, попадающих в сферы влияния угольных ТЭС. Поэтому с ан- тропоцентрических позиций более негативные экологические последствия от работы угольных ТЭС следует ожидать в степных и сухостепных ландшафтах. Дымовые выбросы мазутных и (в меньше степени, газовых) ТЭС содержат значи- тельное количество окислов серы и азота и подкисляют атмосферные осадки, поверхност- ные и подземные воды. В условиях лесной зоны с промывным режимом подкисление ве- дет к усилению выноса катионогенных элементов из поглощающего комплекса дерново- подзолистых почв, что отрицательно сказывается на их плодородии и биопродуктивности ландшафта. Окислы серы и азота непосредственно оказывают негативное воздействие на фотосинтезирующие органы растений. Отмирание лишайников и повреждение сосняков наблюдается при концентрациях окислов серы 0,03-0,2 мг/м3. В зонах локального влияния мазутных ТЭС в лесных ландшафтах можно ожидать экологически неблагоприятные, а иногда и кризисные ситуации связанные с закислением поверхностных вод, усыханием хвойных лесов и растений кальциефилов в наименее устойчивых к кислотным выбросам ландшафтах, снижение продуктивности лесных ландшафтов и сельскохозяйственных уго- дий. 148

В лесостепных и степных ландшафтах с черноземными и каштановыми почвами, буферность которых значительно выше, чем объемы поступающих за счет выбросов ТЭС дополнительных кислот, их влияние будет минимальным. Выбросы ТЭС осуществляются на большую высоту и поэтому в зоне, непосред- ственно примыкающей к ТЭС, выпадает не более 10% от выброшенных окислов серы и их производных и половина дымовых выбросов. Остальная часть включается в транзитные потоки регионального уровня, что в комплексе с другими загрязняющими производствами может создавать региональные неблагоприятные и кризисные экологические ситуации, связанные, например, с усыханием и снижением продуктивности части лесов на значи- тельном удалении от ТЭС. Исследования показали, что повреждаемость растений одного и того же вида или их устойчивость к двуокиси серы меняется в 1,5-3 раза в зависимости от вида ландшафта и положения в нем. Различия же в устойчивости к двуокиси серы раз- ных видов древесных растений в одном и том же ландшафте могут достигать 1-1,5 поряд- ков. Учитывая, что приземные концентрации окислов серы и азота даже в локальных зо- нах вокруг современных ТЭС с трубами высотой 200-300 м, как правило, относительно невелики, говорить о коренной перестройке ландшафтов как целого, при отсутствии дру- гих воздействий можно только по отношению к ограниченным, наименее устойчивым ви- дам. Остальные же ландшафты ранга фаций и их групп будут претерпевать различные ан- тропогенные модификации по тем или иным природным компонентам или их параметрам. Например, в таежных ландшафтах это может быть смена основной лесообразующей поро- ды, для которой эта ситуация является кризисной, на второстепенную. Однако при допол- нительных антропогенных воздействиях или при некоторых естественных экстремальных отклонениях в состоянии природной среды (например, засухах или очень влажных годах) наименее устойчивые, сильно модифицированные ландшафты уже целиком могут ока- заться в экологически кризисном состоянии. Согласно классификатору при решении задач выявления участков леса, пострадав- ших от промышленных выбросов, картируемыми слоями на тематических картах антро- погенной изменённости ландшафтов, эколого-геологических и других картах являются территории с разной степенью нарушенности растительного покрова. Уровень используе- мых масштабов тематических карт 1:200000 и 1:50000. Для разработки тематических карт используются снимки с разрешением 30, 15 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1. 3.2 Воздействия при заготовке древесины Одним из первых лесоустроительных доку- ментов был Указ Петра I от 19 ноября 1703 года, появление которого было связано с решением стратегической задачи – создание Российского Флота. Согласно Указу подлежало провести опи- си лесов во всех городах и уездах в пределах 50 верст от больших рек (речь шла о Волге, Оке, Доне, Днепре и Двине, впадающей в Балтийское море, со всеми притоками) и 20 верст от малых рек, которые в них впадали и были пригодны для сплава. В таких лесах древесные породы разделялись на две категории: заповедные и дозво- ленные к свободной рубке. К первой относилось всё, годное для кораблестроения: дуб, карагач, клен, вяз, ильм, лиственница, сосна в отрубе 12 вершков и более (вершок равен 4,4 сантиметра). Эти деревья объявлялись собственностью государства, рубить их без раз- 149

решения запрещалось. Даже в своих вотчинах владелец леса мог рубить только то, что не требовалось для «государевых дел». На хозяйственные нужды разрешалось валить липу, ель, березу, ольху, ясень, осину, орешник, ивы, осокорь и сосну диаметром менее 12 вершков – деревья, входившие во вторую категорию. Появился самый старый вид рубки – подневольно-выборочный. Ценились высокока- чественные, больших размеров колоды из сосны и дуба, которые заготовляли в так назы- ваемых корабельных лесах. Последующее развитие промышленности и железных дорог потребовало много пилёного леса, шпал, других сортиментов, их заготовка проводилась «вынуждено», то есть не по желанию лесоводов. Отсюда и название рубок – подневольно- выборочные рубки. Идеи ведения «правильного» лесного хозяйства появились в России в XVIII веке. Благодаря им появились добровольно-выборочные рубки, при которых в лесу оставлялись лучшие деревья – имеющие большой прирост и способные оставить хорошее потомство. Такая рубка направлена, прежде всего, не на получение древесины, а на формирование здорового, высокопродуктивного леса. Сплошные рубки имеют столь же длительную историю, как и подневольно- выборочные. Изначально они применялись вокруг старых промышленных центров метал- лургии, нуждавшейся в древесном угле. Вплоть до 30-х годов XX века сплошные рубки проводились только вокруг крупных городов и в густонаселённых районах южной тайги, где находила применение любая древесина. В последующем сплошные рубки стали ос- новным способом заготовки древесины в лесах России и остаются таковым до нашего времени. Согласно данным Государственной программы Российской Федерации «Развитие леса» на 2012-2020 годы, обладая пятой частью мировых запасов лесов и имея огромный потенциал для освоения лесных ресурсов, Российская Федерация существенно уступает развитым зарубежным странам по уровню заготовки древесины (5-е место после США, Индии, Китая, Бразилии). Вследствие низкого уровня переработки древесины на долю лесопромышленного комплекса приходится всего 2,6 процента валового внутреннего про- дукта и 4 процента экспорта страны. На сегодняшний день осваивается не более 30 про- центов объема древесины от потенциально возможного (допустимого) объема её исполь- зования (расчетной лесосеки). При этом потенциал и возможности отечественных лесных ресурсов огромны. 3.2.1 Определение освоенности лесных массивов рубками Освоение лесов осуществляется в целях обеспечения их многоцелевого, рациональ- ного, непрерывного, неистощительного использования, а также развития лесной промыш- ленности. Освоение лесов проводится с соблюдением целевого назначения лесов и выполняе- мых ими полезных функций: эксплуатационные леса подлежат освоению в целях устойчивого, максимально эф- фективного получения высококачественной древесины и других лесных ресурсов, про- дуктов их переработки с обеспечением сохранения полезных функций лесов; защитные леса подлежат освоению в целях сохранения средообразующих, водо- охранных, защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных и иных полезных функций лесов с одновременным использованием лесов при условии, если это использо- вание совместимо с целевым назначением защитных лесов и выполняемыми ими полез- ными функциями. При освоении лесов осуществляются: организация использования лесов; создание и эксплуатация объектов лесной и перерабатывающей инфраструктуры; 150

проведение мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов; проведение мероприятий по охране, использованию объектов животного мира, вод- ных объектов. Организация использования лесов. Лесное планирование является основой освоения лесов, расположенных в границах лесничеств и лесопарков. Документом лесного плани- рования является лесной план субъекта Российской Федерации. Рисунок 30 – Этапы организации использования лесов (синим цветом выделены мероприятия арендатора) Лесной план субъекта Российской Федерации утверждается высшим должностным лицом субъекта Российской Федерации (руководителем высшего исполнительного органа государственной власти субъекта Российской Федерации). Определяет цели, задачи и ме- роприятия по осуществлению планируемого освоения лесов и зон такого освоения. К лес- ному плану прилагаются карты с обозначением границ лесничеств, лесопарков, а также зон их планируемого освоения. Основой осуществления использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, расположенных в границах лесничества, лесопарка, является лесохозяйственный регла- мент лесничества, лесопарка, который составляется на срок до десяти лет и утверждается органом государственной власти субъекта Российской Федерации. В лесохозяйственном регламенте (от фр. reglement < от лат. regula правило – 1) устав, свод правил, порядок работы учреждения; 2) порядок ведения заседания, собрания, сес- сии) в отношении лесов, расположенных в границах лесничеств, лесопарков, устанавли- ваются: виды разрешенного использования лесов; возрасты рубок, расчетная лесосека, сроки использования лесов и другие параметры их разрешённого использования; 151

ограничение использования лесов; требования к охране, защите, воспроизводству лесов. Лесохозяйственные регламенты обязательны для исполнения гражданами, юридиче- скими лицами, осуществляющими использование, охрану, защиту, воспроизводство лесов в границах лесничества, лесопарка. Договоры аренды лесных участков, находящихся в государственной или муници- пальной собственности, договоры купли-продажи лесных насаждений заключаются по результатам аукционов, проводимых путем повышения начальной цены предмета аукцио- на (начального размера арендной платы или начальной цены заготавливаемой древесины). Лица, которым лесные участки предоставлены в постоянное (бессрочное) пользова- ние или в аренду, составляют проект освоения лесов. Проект освоения лесов подлежит государственной или муниципальной экспертизе в порядке, установленном уполномочен- ным федеральным органом исполнительной власти. Содержание проекта освоения лесов и по- рядок его разработки определяется Приказом Рослесхоза от 29.02.2012 № 69. Проект освоения лесов содержит сведения о разрешённых видах и проектируемых объ- емах использования лесов, мероприятиях по охране, защите и воспроизводству лесов, по созданию объектов лесной и лесоперераба- тывающей инфраструктуры, по охране объ- ектов животного мира и водных объектов. В разделе сведений о лесном участке приводится следующая информация: перечень предоставленных в аренду, в постоянное (бессрочное) пользование лесных кварталов, лесотаксационных выделов, год последнего лесоустройства лесничества, ле- сопарка; распределение площади лесного участка по видам целевого назначения лесов на за- щитные (по их категориям), эксплуатационные и резервные леса (тематическая лесная карта); распределение площади лесного участка по лесным и нелесным землям лесного фонда; таксационная характеристика лесных насаждений на лесном участке (по таксацион- ным описаниям, данным сплошного перечёта или натурного обследования); характеристика имеющихся в границах лесного участка особо охраняемых природ- ных территорий и объектов, планы по их организации, развитию экологических сетей, со- хранению объектов биоразнообразия; сведения о наличии редких и находящихся под угрозой исчезновения видов деревь- ев, кустарников, лиан и иных лесных растений; сведения об обременениях лесного участка; прогнозные показатели состояния лесного участка к сроку завершения действия про- екта освоения лесов в соответствии с договором аренды лесного участка. Раздел создания лесной инфраструктуры содержатся сведения: характеристика существующих и проектируемых объектов лесной инфраструктуры на лесном участке и их пространственное размещение (тематическая лесная карта); проектируемый объем рубок лесных насаждений, предназначенных для создания объектов лесной инфраструктуры. В подраздел о заготовке древесины содержатся сведения: возраст рубок и возраст спелости лесных насаждений для эксплуатационных, защит- ных лесов и особо защитных участков лесов; установленный объем заготовки древесины на участке; 152

ведомость лесотаксационных выделов, в которых проектируется заготовка древеси- ны, пространственное размещение указанных лесотаксационных выделов, а также про- странственное размещение развития дорожной сети на период действия проекта освоения лесов (тематическая лесная карта); общие сведения о проектируемых ежегодных объемах заготовки древесины. Не менее чем за 10 дней до начала предполага- емого срока использования лесного участка еже- годно, в соответствии с требованиями Приказа Рослесхоза от 17 января 2012 года № 18, лицами, которым лесные участки предоставлены на праве постоянного (бессрочного) пользования или арен- ды (лесопользователь), в орган государственной власти или орган местного самоуправления, предоставившего лесной участок (уполномочен- ный орган), подаётся лесная декларация. Лесная декларация должна содержать сведения обо всех видах использования лесов, которые предусмотрены договором аренды, решением государственного или муници- пального органа, уполномоченного предоставлять лесные участки в постоянное (бессроч- ное) пользование, проектом освоения лесов на переданном в пользование лесном участке на декларируемый год. При проведении работ по заготовке древесины в лесную декларацию вносятся сле- дующие данные: виды использования и целевое назначение лесов; лесничество (лесопарк), № квартала, № выдела, № лесосеки; форма рубки: сплошная или выборочная рубка, рубка спелых и перестойных лесных насаждений, рубка погибших и поврежденных лесных насаждений, рубка при уходе за лесом, рубка на лесных участках, предназначенных для строительства, реконструкции и эксплуатации объектов лесной, лесоперерабатывающей инфраструктуры, а также объек- тов, не связанных с созданием лесной инфраструктуры; площадь лесосеки (выдела), хозяйство, древесная порода; объем заготовки; рекультивация земель. Вся информация об использовании лесов содержится в Государственном лесном ре- естре, который представляет собой систематизированный свод документированной ин- формации о лесах, об их использовании, охране, защите, воспроизводстве, о лесничествах и лесопарках. Государственный лесной реестр содержит регулярно обновляемую документирован- ную информацию в части: состава земель лесного фонда, состава земель иных категорий, на которых располо- жены леса; лесничеств, лесопарков, их лесных кварталах и лесотаксационных выделах; защитных лесов и их категорий, эксплуатационных и резервных лесов; особо защитных участках лесов, зон с особыми условиями использования террито- рий; лесных участков; количественных, качественных и экономических характеристик лесов и лесных ре- сурсов; использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, в том числе лесном семено- водстве; предоставления лесов гражданам, юридическим лицам. 153

Лесная инфраструктура. В целях использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов допускается создание лесной инфраструктуры, которые после использования лесов подлежат сносу, а земли, на которых они располагались, – рекультивации. Лесные дороги могут создаваться при любых видах использования лесов. Перечень объектов лесной инфраструктуры для защитных, эксплуатационных и ре- зервных лесов утверждается Правительством Российской Федерации. Существующий пе- речень, утверждённый распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июля 2012 г. № 1283-р, определяет: 1. Объекты лесной инфраструктуры для использования, охраны, защиты и воспроиз- водства лесов. 2. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях заготовки дре- весины (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня). 3. Объекты лесной инфраструктуры для использования эксплуатационных лесов в целях заготовки живицы (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня). 4. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях заготовки и сбора не древесных лесных ресурсов (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня) в эксплуатационных лесах, а также в защитных лесах, относящихся к категориям лесов, выполняющих функции защиты природных и иных объектов, и ценных лесов. 5. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях заготовки пи- щевых лесных ресурсов и сбора лекарственных растений (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня) в эксплуатационных лесах, резервных лесах, а также в за- щитных лесах, относящихся к категориям лесов, выполняющих функции защиты природ- ных и иных объектов, и ценных лесов. 6. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях осуществления видов деятельности в сфере охотничьего хозяйства (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня) в эксплуатационных лесах, резервных лесах, а также в защитных лесах, за исключением лесопарковых зон, зеленых зон и городских лесов, – объекты охот- ничьей инфраструктуры, предусмотренные Федеральным законом «Об охоте и о сохране- нии охотничьих ресурсов и внесении изменений в отдельные законодательные акты Рос- сийской Федерации». 7. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях ведения сель- ского хозяйства (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня). 8. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях осуществления научно-исследовательской деятельности образовательной деятельности (помимо объек- тов, указанных в пункте 1 настоящего перечня). 9. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях создания лес- ных плантаций и их эксплуатации (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня) в эксплуатационных лесах, резервных лесах, а также в защитных лесах, относя- щихся к категориям лесов, выполняющих функции защиты природных и иных объектов, и ценных лесов. 10. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях выращивания лесных плодовых, ягодных, декоративных растений, лекарственных растений (помимо объектов, указанных в пункте 1 настоящего перечня). 11. Объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях выращивания посадочного материала лесных растений (саженцев, сеянцев) (помимо объектов, указан- ных в пункте 1 настоящего перечня) в эксплуатационных лесах, резервных лесах, на особо защитных участках лесов (за исключением заповедных лесных участков), а также в за- щитных лесах, относящихся к категориям лесов, выполняющих функции защиты природ- ных и иных объектов, расположенных в водоохранных зонах, и ценных лесов. Характерными примерами объектов лесной инфраструктуры для использования, охраны, защиты и воспроизводства эксплуатационных и резервных лесов являются: лес- 154

ные дороги, проезды и мосты, квартальные просеки, лесные склады, минерализованные полосы, пожарные водоёмы, разрывы, площадки скважины и пр. В дополнение объекты лесной инфраструктуры для использования лесов в целях за- готовки древесины включают: а) в защитных лесах, относящихся к категориям лесов, выполняющих функции защиты природных и иных объектов, и ценных лесов: площадка производственная; склад горюче-смазочных материалов; лесопогрузочный пункт; временное сооружение для бытовых нужд; гараж для лесохозяйственных и лесозаготовительных машин; мастерская ремонтно-механическая; б) в эксплуатационных лесах (помимо объектов, указанных в подпункте "а"): предприятие лесозаготовительное без переработки древесины; предприятие лесосплавное; предприятие лесоперевалочное; рейд сортировочно-сплоточный; бревноспуск; дорога железная узкой колеи. При освоении лесов осуществляется переработка древесины и иных лесных ресурсов создается лесоперерабатывающая инфраструктура (объекты переработки заготовленной древесины, биоэнергетические объекты и др.) Создание лесоперерабатывающей инфра- структуры запрещается в защитных лесах, а также в иных предусмотренных Лесным ко- дексом и другими федеральными законами случаях. Кроме того проводятся мероприятия по охране, защите и воспроизводству лесов, а также по охране, использованию объектов животного мира, водных объектов. Согласно классификатору при решении задач определения освоенности лесных мас- сивов рубками, картируемыми слоями на тематических картах освоенности лесов рубками являются территории вырубки. Уровень используемых масштабов тематических карт 1:1000000 и 1:200000. Для разработки тематических карт используются снимки с разре- шением 170, 30 и 5-15 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм и 5,5-7 см. 3.2.2 Определение типа рубок (сплошные, выборочные) Рубка леса – это форма активного воздействия на лес. Проводится в виде спилива- ния, срубания и срезания древостоя, кустарников или лиан в лесу с целью заготовки дре- весины, а также для возобновления, оздоровления и повышение продуктивности леса. Для заготовки древесины допускается осуществление рубок: спелых и перестойных лесных насаждений; средневозрастных, приспевающих, спелых, перестойных лесных насаждений при вырубке погибших и поврежденных лесных насаждений, уходе за лесами; лесных насаждений любого возраста на лесных участках, предназначенных для строительства, реконструкции и эксплуатации объектов, предусмотренных статьями Лес- ного кодекса. Порядок осуществления рубок лесных насаждений определяется правилами заготов- ки древесины, правилами санитарной безопасности в лесах, правилами пожарной без- опасности в лесах, правилами ухода за лесами. Система промышленных рубок леса начала складываться в России в XVIII веке, по мере интенсивного развития древесно-угольной металлургии и очевидного истощения ле- сосырьевых ресурсов в окрестностях крупных промышленных центров. Самые старые 155

официальные системы рубок формировались под влиянием традиционных систем лесо- пользования и отражали потребности промышленности в тех или иных видах лесных ма- териалов. Существующая классификация рубок не имеет однозначной структуры, поэтому ис- пользована схема классификации, в которую вводит четыре основных типа рубок: главно- го пользования, ухода, комплексные и рубки отдельных видов. В части рубок главного пользования используются в основном существующие нормативные документы [18,32]. 1. Рубки главного пользования. Рубки главного пользования – это вырубка спелых древостоев с целью заготовки древесины и восстановления леса. Вид рубок главного пользования – классифи- кационная единица, объединяющая рубки глав- ного пользования с определенными особенно- стями способа рубок и их организационно- технических элементов, существенно влияющи- ми на степень изменения экологических условий, лесовозобновление и последующее формирова- ние насаждений. К организационно-техническим элементам относятся: площадь, ширина, форма, направление лесосек, способ и срок их примыка- ния и другие элементы. Система рубок главного пользования – совокупность видов рубок одинаковых по способу их осуществления. В существующем Лесном кодексе, ст.17, выделяются системы рубок главного пользования: выборочные и сплошные. Ранее выборочные системы рубок были разделены на выборочные и постепенные. 1.1. Выборочные рубки. Выборочными рубками являются рубки, при которых на со- ответствующих землях или земельных участках вырубается часть деревьев и кустарников. С учетом объема вырубаемой древесины за один прием (интенсивность рубки) вы- борочные рубки подразделяются на следующие виды: очень слабой интенсивности – объ- ём вырубаемой древесины достигает 10% от общего её запаса, слабой интенсивности – 11-20%, умеренной интенсивности – 21-30%, умеренно высокой интенсивности – 31-40%, высокой интенсивности – 41-50%, очень высокой интенсивности – 51-70%. Выборочные рубки спелых, перестойных лесных насаждений проводятся с интен- сивностью, обеспечивающей формирование устойчивых лесных насаждений из второго яруса и подроста. В этом случае проводится рубка части спелых и перестойных деревьев с сохранением второго яруса и подроста. Ко второму ярусу относится часть деревьев древо- стоя, высота которых составляет от 0,5 до 0,8 высоты первого яруса. Отставшие в росте (старые) деревья первого яруса не относятся ко второму ярусу и подросту. Система выборочных рубок главного пользования включает следующие типы рубок. 1.1.1. Добровольно-выборочные рубки. При добровольно-выборочных рубках равно- мерно по площади вырубаются в первую очередь поврежденные, перестойные, спелые с замедленным ростом деревья, при условии обеспечения воспроизводства древесных по- род, сохранения защитных и средообразующих свойств леса. К сожалению, эта рубка до сих пор не получила широкого распространения из-за существенно меньшей прибыли при её проведении. Полнота древостоя после проведения данного вида выборочных рубок лесных насаждений не должна быть ниже 0,5. 1.1.2. Группово-выборочные рубки. Группово-выборочные рубки ведутся в лесных насаждениях с группово-разновозрастной структурой, при которых вырубаются перестой- ные и спелые деревья, группами в соответствии с их размещением по площади лесосеки. Площадь вырубаемых групп составляет от 0,01 до 0,5 гектара. 156

1.1.3. Равномерно-постепенные рубки. При равномерно-постепенных рубках древо- стой одного класса возраста вырубается на лесосеке в несколько приемов путем равно- мерного разреживания с формированием в процессе рубки лесных насаждений из второго яруса и подроста предварительного или сопутствующего лесовосстановления. Равномерно-постепенные рубки также осуществляются в высоко и средне полнот- ных древостоях с угнетённым жизнеспособным подростом или вторым ярусом, в смешан- ных древостоях, образованных древесными породами, имеющими разный возраст спело- сти (хвойно-лиственных, осиново-березовых и т.п.). Полнота древостоев при первых приемах рубок снижается до 0,5. При отсутствии или недостаточном для формирования насаждений количестве подроста в соответствую- щих условиях произрастания в процессе равномерно-постепенных рубок осуществляются меры содействия возобновлению леса. 1.1.4. Группово-постепенные (котловинные) рубки. Группово-постепенные (котло- винные) рубки, при которых древостой вырубается в течение двух классов возраста груп- пами (котловинами) в несколько приемов в местах, где имеются куртины подроста (а так- же обеспечивается их последующее появление), проводятся в одновозрастных древостоях с групповым размещением подроста. Рубка спелого древостоя осуществляется постепенно вокруг групп подроста на площадях от 0,01 до 1,0 гектара (котловинами) за 3-5 приемов, проводимых в течение 30-40 лет. 1.1.5. Длительно-постепенные рубки. Длительно-постепенные рубки проводятся в разновозрастных насаждениях в два приема с оставлением на второй прием части деревь- ев, устойчивых в данных условиях, не достигших возраста спелости, которые вырубаются после достижения ими эксплуатационных размеров. Относительная полнота после перво- го приема рубки не должна быть ниже 0,5 в темнохвойных и ниже 0,4 в светлохвойных насаждениях. Период повторения приемов рубки – через 30 - 40 лет.42. 1.1.6. Чересполосные постепенные рубки. При проведении чересполосных постепен- ных рубок древостой вырубается в течение одного класса возраста за два - четыре приема на чередующихся в определенном порядке полосах шириной, не превышающей высоты древостоя, а в дубравах – двойной высоты древостоя при условии последующего создания лесных культур дуба. Данные рубки применяется в одновозрастных ветроустойчивых лесных насаждени- ях, произрастающих на хорошо дренированных почвах (в первую очередь мягколиствен- ных, со вторым ярусом и подростом ценных пород). Чересполосные рубки не применяют- ся в древостоях, теряющих устойчивость при их проведении. Заключительный прием равномерно-постепенных, группово-постепенных (котло- винных), чересполосных постепенных, длительно-постепенных рубок проводится только после формирования на лесосеке жизнеспособного сомкнутого молодняка, обеспечиваю- щего формирование лесных насаждений. Среди выборочных рубок самыми старыми являются приисковые и подневольно- выборочные рубки. Приисковые рубки направлены на заготовку древесины определённо- го качества, а подневольно-выборочные рубки – на заготовку древесины с определёнными количественными характеристиками. Фактически, эти два вида рубок различались лишь интенсивностью и были основной на большей части территории России вплоть до начала 30-х годов прошлого столетия, и лишь с резким увеличением потребности промышленно- сти в тонкомерной древесине и существенным ухудшением состояния лесов Севера в ос- новном уступила место другим системам рубок. В настоящее время ни приисковые, ни подневольно-выборочные рубки официально не применяются. 157

1.2. Сплошные рубки. Сплошные (сплошнолесосечные) рубки – рубки главного пользования, при которых весь древостой на лесосеке вырубают в один прием. По виду лесовосстановления сплошные рубки делятся на рубки с предварительным лесовосстановлением – появление нового молодого поколения леса под пологом суще- ствующего древостоя и на рубки с последующим лесовосстановлением – образование но- вого поколения леса после рубки спелого древостоя. При проведении сплошных рубок спелых, перестойных лесных насаждений обяза- тельными условиями являются: сохранение жизнеспособного подроста ценных пород и второго яруса, обеспечива- ющих восстановление леса на вырубках; оставление источников обсеменения или искусственное восстановление лесов путем закладки лесных культур в течение двух лет после рубки. В процессе рубки сохраняются устойчивые перспективные деревья второго яруса, все обособленные в пределах лесосеки участки молодняка и других неспелых деревьев ценных древесных пород. К подлежащему сохранению относится жизнеспособный пер- спективный подрост. В защитных лесах после проведения сплошных рубок лесных насаждений, утрачи- вающих свои средообразующие, водоохранные, санитарно-гигиенические, оздоровитель- ные и иные полезные функции, проводится искусственное возобновление лесов путем за- кладки лесных культур хозяйственно ценных пород в течение двух лет после рубки. Выделяют следующие виды сплошных рубок. 1.2.1. Узколесосечные рубки – сплошные рубки главного пользования, проводимая лесосеками небольшой площади и ширины, оказывающая минимальное для главных ру- бок влияние на экологическую обстановку и обеспечивающая достаточно благоприятные условия для лесовосстановления. К узколесосечным относятся рубки главного пользова- ния, при которых ширина лесосеки не превышает 100 м. 1.2.2. Среднелесосечные рубки – сплошные рубки главного пользования, проводимая лесосеками шириной 101-250 м. 1.2.3. Широколесосечные рубки – сплошные рубки главного пользования, проводи- мая лесосеками шириной 251-500 м; 1.2.4. Концентрированные рубки (в настоящее время запрещена) – сплошные рубки главного пользования, проводимая на большой площади, сильно влияющая на экологиче- скую обстановку. К концентрированным относятся сплошные рубки, проводимые лесосе- ками площадью 50 га и более, ширина лесосеки – 500 м и более; 1.2.5. Условно-сплошные рубки (запрещены) – рубки, при которых остается 10-40% запаса древесины (главным образом лиственных пород, дровяной). До 60-х годов доля та- ких рубок в таежных регионах была значительной, местами они преобладали. Причины их появления заключались в следующем: во-первых, из-за слабо развитой сети дорог в таеж- ной зоне существенную роль играл водный транспорт, в том числе, молевой сплав, кото- рый был не пригоден для пород с тяжелой древесиной (береза, лиственница), и, во- вторых, заготовка и транспортировка низкокачественной древесины была экономически не выгодна. Каждому виду рубок свойственен особый перечень организационно-технических элементов (показателей), обеспечивающих сохранение природной среды и реализацию проекта рубки в натуре. Показатели ориентированы на содействие естественному лесо- восстановлению, предупреждение ветровала в соседних участках леса, сохранение поч- венного плодородия. Параметры основных организационно-технических элементов уста- навливаются по системам и видам рубок для лесов различного целевого назначения с уче- том биоэкологических свойств лесообразующих древесных пород и особенностей лесо- растительных условий по лесохозяйственным округам. Сплошные рубки спелых, перестойных лесных насаждений осуществляются с со- блюдением параметров организационно-технических элементов рубок, к которым отно- 158

сятся: площадь и ширина лесосек, количество зарубов, направление рубки, направление лесосеки, сроки и способы примыкания лесосек. Лесосеки одного года рубки (зарубы) размещаются в установленном порядке на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от ширины лесосеки и других условий. Количество зарубов устанавливается в расчете на 1 км. Направление рубки характеризуется направлением, в котором каждая последующая лесосека примыкает к предыдущей лесосеке. Размещение лесосек в квартале или на лес- ном участке, отводимых в рубку в разные годы (примыкание), осуществляется с учетом срока (числа лет), по истечении которого проводится рубка на непосредственно примы- кающей лесосеке. Площадь лесосек при сплошных рубках спелых, перестойных лесных насаждений в эксплуатационных лесах не должна превышать предельных параметров. Лесотаксационные выделы, не превышающие по площади допустимые размеры ле- сосек, назначаются в рубку полностью, независимо от их фактической ширины, если они не примыкают к другим выделам со спелыми древостоями. Мелкие смежные лесотаксаци- онные выделы могут объединяться в одну лесосеку в пределах установленных макси- мальных размеров лесосек. Лесотаксационные выделы, расположенные среди неспелых лесных насаждений, превышающие установленные размеры лесосек менее чем в 1,5 раза, назначаются в рубку полностью. В целях обеспечения рационального использования лесов, восстановления и под- держания естественной структуры лесных насаждений, утрачивающих свои средообразу- ющие, водоохранные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и иные полезные функ- ции (перестойные и спелые осинники, тополевники, деградирующие дубняки и другие лесные насаждения вегетативного происхождения многократных генераций, а также по- гибшие насаждения, требующие по своему состоянию назначения сплошной санитарной рубки), – на лесных участках, предоставленных для заготовки древесины на правах арен- ды или постоянного (бессрочного) пользования, площади отдельных лесосек при сплош- ных рубках могут быть увеличены, но не более чем в 1,5 раза. Количество зарубов (лесосек) в расчете на 1 км в зависимости от устанавливаемой ширины лесосек, ветроустойчивости оставляемых полос леса, с учётом хозяйственной це- лесообразности и корректировкой на местные условия хозяйственной деятельности уста- навливается: при ширине (протяженности) лесосек до 50 м – не более 4; при ширине (протяженности) лесосек 51-150м – не более 3; при ширине (протяженности) лесосек 151-250м – не более 2; при ширине (протяженности) лесосек свыше 250 м – 1. Между зарубами оставляются участки леса, шириной, кратной ширине лесосеки, установленной для этих насаждений. Размещение лесосек при проведении сплошных рубок осуществляется длинной сто- роной перпендикулярно направлению преобладающих ветров. Размещение лесосек в смежных кварталах (через просеку) производится с соблюдением установленных сроков примыкания, как по длинной, так и по короткой стороне лесосек. Направление рубки в равнинных лесах устанавливается против преобладающих вет- ров. В горных лесах направление рубки устанавливается вниз по склону, а рубка в преде- лах лесосеки ведется вверх по склону. При трелевке (транспортировке) древесины канат- ными установками и летательными аппаратами допускается размещение лесосек длинной стороной вдоль склона с направлением рубки против преобладающих ветров. В лесах, произрастающих в поймах рек, направление рубки устанавливается противоположным направлению течения реки. Во всех лесах устанавливается непосредственное примыкание лесосек при сплош- ных рубках, как по короткой, так и по длинной стороне, а в лесах, произрастающих в пой- 159

мах рек, – чересполосное примыкание лесосек. При непосредственном примыкании оче- редная лесосека вырубается с учетом срока примыкания следом за предыдущей лесосекой. При чересполосном примыкании очередная лесосека размещается через полосу леса шириной, равной предельной ширине лесосек. Срок примыкания лесосек при сплошных рубках устанавливается, не считая года рубки, с учетом периодичности плодоношения древесных пород, обеспечения их успеш- ного естественного восстановления лесов или условий создания лесных культур, сохране- ния экологических свойств лесов. При искусственном восстановлении лесов на лесосеке или при сохранении подроста хозяйственно-ценных пород допускается установление срока примыкания по любой сто- роне лесосеки не менее 2 лет Сроки примыкания лесосек при выборочных рубках спелых, перестойных лесных насаждений не устанавливаются. В случае примыкания лесосек при выборочных рубках спелых, перестойных лесных насаждений интенсивностью 30 процентов и более при их примыкании к лесосекам сплошных рубок спелых, перестойных лесных насаждений сроки примыкания устанавли- ваются такие же, как и для сплошных рубок спелых, перестойных лесных насаждений. Заготовка древесины при рубках спелых, перестойных лесных насаждений осу- ществляется с соблюдением ширины, площади и сроков примыкания лесосек. Предельные значения ширины, площади и сроков примыкания лесосек, приводятся в [32]. При проведении рубок спелых, перестойных лесных насаждений обеспечивается со- хранение подроста лесных насаждений хозяйственно-ценных пород на площадях, не заня- тых погрузочными пунктами, трассами магистральных и пасечных волоков, дорогами, производственными и бытовыми площадками, в количестве не менее 70% при проведении сплошных рубок, 80% – при проведении выборочных рубок (для горных лесов – 60% и 70% соответственно). На лесосеках, на которых осуществляются сплошные рубки спелых и перестойных лесных насаждений при содействии естественному восстановлению лесов сохраняются выделенные при отводе лесосек источники обсеменения, к которым относятся единичные семенники, семенные группы, куртины, полосы, а также стены леса, если в них есть се- менные деревья. Источники обсеменения должны размещаться по площади лесосеки рав- номерно. Количество оставляемых единичных семенников должно быть не менее 20 штук на гектаре. Семенные группы и куртины оставляют, в первую очередь, за счет участков средневозрастных и приспевающих древостоев главных пород с небольшой примесью лиственных, расположенных на возвышенных участках лесосеки. В еловых куртинах лиственные породы не должны затенять ель. Источники обсеменения в виде куртин и по- лос оставляют из пород, слабоустойчивых к ветровалу (ель, пихта), и на участках с влаж- ными слабодренированными почвами. Ширина семенных полос для сохранения устойчи- вости должна быть не менее 30 м. Расстояние между группами семенников, семенными полосами и куртинами должно составлять не более 100 м. 2. Рубки ухода. Рубки ухода за лесом осуществляются путем уничтожения или ослабления нежелательных в насаждении растений и создания благоприятных условий для роста лучших деревьев главных пород. Направленны на формирование и сохранение высокопродуктивных качественных насаждений и своевременное использование древеси- ны деревьев, подлежащих удалению из насаждения. Классификационными единицами, объединяющими рубки ухода, являются рубки: осветление, прочистка, прореживание, уход за подростом и подлеском, проходная рубка, рубка ухода за опушками. 2.1. Осветление. Рубки ухода в молодом древостое, направленные на улучшение его породного состава, качества и условий роста деревьев главной породы. Осветление про- 160

водится в древостоях до 5, 10 или 20-летнего возраста в зависимости от лесообразующей породы, производительности древостоя и лесорастительной зоны. 2.2. Прочистка. Рубки ухода в молодом древостое, направленные на регулирование густоты древостоя и улучшение условий роста деревьев главной породы, а также на про- должение формирования его состава. Прочистка, следующая за осветлением, проводится в древостое до 10, 20 или 40-летнего возраста. Главной целью осветления является уход за составом молодых насаждений. При осветлениях и прочистках в древостоях вырубают деревья малоценных пород и регули- руют густоту деревьев, благодаря чему деревья ценных пород получает больше света, больше питательных веществ, так как общее количество деревьев на единице площади уменьшается. 2.3. Прореживание. Рубки ухода, проводимые преимущественно в жердняковых древостоях с целью создания благоприятных условий для правильного формирования ствола и кроны лучших деревьев. На корню оставляют лучшие деревья с полнодревесны- ми стволами и пирамидальными кронами, вырубая деревья с искривленными и сучкова- тыми стволами. Следующая за прочисткой рубка ухода проводится в древостоях до 30, 40 или 60-летнего возраста. 2.4. Проходные рубки. Рубки ухода, проводимые в средневозрастных древостоях с целью создания благоприятных условий для увеличения прироста лучших деревьев. Для рубок прореживания и проходных рубок отбор деревьев осуществляется на всем участке с учетом равномерного размещения лучших деревьев. Рубки прореживания при полноте древостоя 0,7, а проходные рубки – 0,8 и ниже не проектируются. 2.5. Уход за подростом. Рубки проводятся путем изреживания перегущенных куртин (групп) подроста за 10-20 лет до назначения главной рубки с целью создания разновоз- растных древостоев в соответствии с целями лесовыращивания. 2.6. Уход за подлеском. Рубки проводятся с целью омолаживания подлеска, усиления ветвления, улучшения плодоношения. Во время ухода за подлеском учитывается его важ- но значение для защиты почв от эрозии, повышения их плодородия, разведения и сохра- нения охотничьей фауны. 2.7. Рубки ухода за опушкой. Рубки заключаются в формировании на пределе с не- лесными площадями смешанных древостоев с густым подлеском при наличии ветро- устойчивых деревьев с мощными низко свисающими кронами. 3. Коплексные рубки. Рубки в разновозрастных и сложных древостоях, сочетающие рубку главного пользования или лесовосстановительную с рубками ухода, проводимыми на одном и том же участке. Следует отличать от комбинированных, являющихся сочета- нием разных видов рубок главного пользования или только рубок ухода. 3.1. Лесовостоновительные рубки. Рубки в тех древостоях, где теряются защитные, водоохранные и другие полезные свойства. Они проводятся с целью возобновления этих свойств, создания наиболее благоприятных условий для возобновления леса и исключают возможность негативного влияния на окружающую среду. Лесовостановительные рубки является комплексными рубками, которые совмещают элементы рубок главного пользо- вания и рубок ухода для возобновления защитных, водоохранных и других полезных свойств лесов, сохранения биомногообразия, поддержания и формирования сложной по- родной, ярусной и вековой структуры древостоев. 3.2. Рубки переформировки. Комплексные рубки, направленные на постепенное пре- вращение одновозрастных чистых в разновозрастные смешаные многоярусные лесные насаждения. Рубки переформировки проводятся с целью обеспечения: многоцелевого ве- дения лесного хозяйства на основе принципов, приближенных к природе, с учетом соци- альных, экологических и экономических требований. 3.3. Рубки реконструкции. Проводятся с целью обеспечения надлежащего использо- вания лесорастительных условий, повышения производительности, стойкости и долговеч- ности, усиления защитных свойств насаждений. 161

4. Отдельные виды рубок. Включают санитарные, ландшафтные рубки и рубки в интересах выполнения лесоустроительных мероприятий. 4.1. Санитарные рубки. Рубки направленные на оздоровление и усиление биологи- ческой стойкости лесов, предотвращения их заболевания и повреждения. Различают вы- борочные и сплошные санитарные рубки. 4.1.1. Выборочные санитарные рубки. Рубки осуществляются путем исключения из насаждений сухостоев, усыхающих, сильно ослабленных, поврежденных вредителями, болезнями и в результате стихийных природных явлений и техногенных влияний отдель- ных деревьев или их групп, при условии, что исключение этих деревьев не приведет к значительному изреживанию древостоя. 4.1.2. Сплошные санитарные рубки. Рубки проводятся путем вырубки одновременно всех деревьев насаждения или части насаждения, поврежденных вредителями, болезнями и в результате стихийных природных явлений и техногенных влияний к степени потери этими насаждениями биологической стойкости. 4.2. Ландшафтные рубки. Рубки проводятся с целью формирования лесопарковых ландшафтов и повышения их эстетичной, оздоровительной ценности и стойкости в рекре- ационно-оздоровительных лесах, лесах, которые имеют историко-культурное назначение, а также в рекреационных зонах национальных естественных и региональных парков. Ландшафтные рубки могут быть таких видов: ландшафтные рубки досмотра. ланд- шафтные реконструктивные рубки малоценных лесов, ландшафтные рубки регуляции со- отношения типов ландшафтов, пейзажные рубки, ландшафтные рубки планирования тер- ритории. 4.3. Рубки связанные с прокладкой квартальных просек. Содержание рубок, связан- ных с прокладкой квартальных просек, заключается в вырубке лесной растительности по- лосами, ширина которых не превышает восемь метров. 4.4. Рубки, связанные с созданием противопожарных разрывов. Рубки заключаются в вырубке полос лесной растительности в соответствии с правилами пожарной безопасно- сти в лесах России. Такие разрывы служат барьерами для огня на случай возникновения лесных пожаров. Согласно классификатору при решении задач определения типа рубок, картируемы- ми слоями на тематических картах материалов лесоустройства и освоенности лесов руб- ками являются вырубки и типы рубок. Уровень используемых масштабов тематических карт 1:1000000 и 1:200000. Для разработки тематических карт используются снимки с раз- решением 170, 30 и 5-15 м. Спектральные диапазоны 0,4-1,1 мкм и 5,5-7 см. 162

3.2.3 Определение площади лесосеки В целях заготовки древесины проводится от- вод части площади лесного участка, предназна- ченного в рубку (лесосека), а также таксация ле- сосеки, при которой определяются количествен- ные и качественные характеристики лесных насаждений и объём древесины, подлежащий заготовке. При отводе лесосек устанавливаются и обозначаются на местности границы лесосек, отмечаются деревья, предназначенные для рубки при проведении выборочных рубок. Отвод лесосек при всех формах рубок осуществляется в пределах лесного квартала, как правило, в бесснежный период. Лесотак- сационные выделы отводятся в рубку полностью, если площадь их не превышает пре- дельные установленные размеры лесосек, установленные Приказом Рослесхоза от 1 авгу- ста 2011 года № 337, г. Москва «Об утверждении Правил заготовки древесины». Сплошные рубки спелых и перестойных лесных насаждений в эксплуатационных лесах характеризуются предельными значениями ширины и площади, сроков примыкания лесосек по зонам расположения лесов, составу преобладающих пород лесных насаждений и находятся в следующих интервалах значений: предельная ширина лесосек – от 50 до 500 м; предельная площадь лесосек – от 2 до 50 га; сроки примыкания (интервал времени, через который производится рубка на оче- редной лесосеке) – от 2 до 10 лет. Выборочные рубки спелых и перестойных лесных насаждений в эксплуатационных и защитных лесах характеризуются предельными значениями площади лесосек, которые находятся в следующих интервалах значений: защитные леса – от 5 до 50 га; эксплуатационные леса – от 10 до 100 га. При рубках спелых, перестойных лесных насаждений в эксплуатационных лесах в лесосеку могут включаться выделы приспевающих древостоев общей площадью, не пре- вышающей 3 га, находящиеся в границах данной лесосеки в пределах лесотаксационных выделов спелых и перестойных лесных насаждений. В лесном квартале могут отводиться в рубку одновременно несколько смежных лесотаксационных выделов спелых насажде- ний, если их суммарная площадь не превышает размеров лесосеки, установленной для преобладающей породы лесных насаждений. 163

Таблица 31 – Сплошные рубки спелых, перестойных лесных насаждений в эксплуатаци- онных лесах. Предельные значения ширины и площади, сроков примыкания лесосек Предельная Предельная Срок Состав лесных насаждений по ширина площадь примыкания, преобладающим породам лесосек, м лесосек, га лет 1. Таежная зона 1.1а. Северо-таежный лесной район европейской части Российской Федерации сосна, лиственница 500 50 6 ель, пихта 500 50 6 мягколиственные 500 50 4 1.1б. Средне-таежный лесной район европейской части Российской Федерации сосна, лиственница 500 50 5 ель, пихта 500 50 5 дуб при порослевом возобновлении, дру- 300 30 4 гие твердолиственные мягколиственные 500 50 2 1.1в. Южно-таежный лесной район европейской части Российской Федерации сосна, лиственница 500 50 4 ель, пихта 500 50 4 дуб при порослевом возобновлении, дру- 300 30 4 гие твердолиственные мягколиственные 500 50 2 1.2. Северо-Уральский таежный лесной район сосна, лиственница 250 25 6 ель, пихта 250 25 6 мягколиственные 400 40 4 1.3. Средне-Уральский таежный лесной район сосна, лиственница 300 30 5 ель, пихта 250 25 5 мягколиственные 500 50 2 1.4.1. Западно-Сибирский северо-таежный равнинный лесной район сосна, лиственница 300 30 6 ель, пихта 300 30 5 мягколиственные (береза, осина) 500 50 4 мягколиственные (осокорь, ива) 100 10 3 1.4.2. Западно-Сибирский средне-таежный равнинный лесной район сосна, лиственница 300 30 5 ель, пихта 300 30 4 мягколиственные (береза, осина) 500 50 3 мягколиственные (осокорь, ива) 100 10 2 1.4.3. Западно-Сибирский южно-таежный равнинный лесной район сосна, лиственница 300 30 4 ель, пихта 300 30 4 мягколиственные (береза, осина) 500 50 2 мягколиственные (осокорь, ива) 100 10 2 1.5. Среднесибирский плоскогорный таежный лесной район сосна, лиственница 500 50 5 ель, пихта 500 50 5 лиственные 500 50 2 1.6. Приангарский таежный лесной район сосна, лиственница 500 50 5 ель, пихта 400 40 5 лиственные 500 50 2 1.7. Восточно-Сибирский таежный мерзлотный лесной район сосна, лиственница 400 40 5 ель, пихта 200 20 5 лиственные 200 20 2 164

1.8. Дальневосточный таежный лесной район, Камчатский таежный лесной район сосна, лиственница 500 50 4 ель, пихта 500 50 4 береза каменная 150 15 3 мягколиственные 500 50 2 2. Зона хвойно-широколиственных лесов 2.1. Район хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской части Российской Федера- ции сосна, лиственница 200 20 4 ель, пихта 200 20 3 дуб при семенном возобновлении 100 5 4 дуб при порослевом возобновлении и 200 20 4 другие твердолиственные мягколиственные 250 25 2 2.2. Приамурско-Приморский хвойно-широколиственный лесной район сосна, лиственница 250 25 4 ель, пихта 250 25 4 береза каменная 100 10 4 мягколиственные 250 25 2 3. Лесостепная зона 3.1. Лесостепной лесной район европейской части Российской Федерации сосна, лиственница 50 5 4 ель, пихта 50 5 4 дуб при семенном возобновлении 50 2,5 4 дуб при порослевом возобновлении и 100 10 4 другие твердолиственные мягколиственные 100 10 2 3.2. Южно-Уральский лесостепной лесной район сосна, лиственница 250 25 5 ель, пихта 250 25 4 твердолиственные 250 25 4 мягколиственные 300 30 2 3.3. Западно-Сибирский подтаежно-лесостепной лесной район сосна, лиственница 100 10 5 ель, пихта 100 10 4 мягколиственные (береза, осина) 250 25 4 мягколиственные (осокорь, ива) 100 10 2 3.4. Средне-Сибирский подтаежно-лесостепной лесной район сосна, лиственница 350 35 5 ель, пихта 300 30 5 лиственные 300 30 2 3.5. Забайкальский лесостепной лесной район сосна, лиственница 300 30 5 ель, пихта 300 30 5 мягколиственные 500 50 2 3.6. Дальневосточный лесостепной лесной район сосна, лиственница 250 25 4 ель, пихта 250 25 4 береза каменная 100 10 4 мягколиственные 250 25 2 4. Зона горного Северного Кавказа <*> дуб, граб, клен, ильм 100/50 3/3 от 5 до 10 бук, пихта, ель, сосна 100/50 2/2 от 5 до 10 мягколиственные 100/50 4/4 от 5 до 10 5. Южно-Сибирская горная зона 5.1. Алтае-Саянский горно-таежный лесной район сосна, лиственница 400/350 40/35 4 ель, пихта 350/250 35/25 5 мягколиственные 500/350 50/35 2 165

5.2. Алтае-Саянский горно-лесостепной лесной район сосна, лиственница 350/250 35/25 4 ель, пихта 250/200 25/20 5 мягколиственные 400/300 40/30 2 5.3. Байкальский горный лесной район сосна, лиственница 300/200 30/20 5 ель, пихта 250/150 25/15 6 мягколиственные 400/300 40/30 2 5.4. Забайкальский горно-мерзлотный лесной район сосна, лиственница 350/250 35/25 5 ель, пихта 200/150 20/15 6 мягколиственные 300/200 30/20 2 5.5. Забайкальский горный лесной район сосна, лиственница 400/300 40/30 5 ель, пихта 250/200 25/20 6 мягколиственные 350/250 35/25 2 6. Степная зона, зона полупустынь и пустынь Для всех пород 50 2,5 4 Таблица 32 – Выборочные рубки спелых, перестойных лесных насаждений эксплуатаци- онных и защитных лесах. Предельные значения площади лесосек Предельная площадь лесосек, га Виды рубок защитные эксплуатационные леса леса 1. Лесные районы зоны притундровых лесов и редкостойной тайги Добровольно-выборочные рубки, группово- 10 20 выборочные рубки 2. Таёжная зона 2.1. Северо-таежный лесной район европейской части Российской Федерации, Средне-таежный лесной район европейской части Российской Федерации, Южно-таежный лесной район европей- ской части Российской Федерации Добровольно-выборочные рубки 50 100 Длительно-постепенные рубки 25 50 Равномерно-постепенные рубки 25 50 Группово-постепенные рубки 25 50 Чересполосные постепенные рубки 15 30 2.2. Северо-Уральский таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки 40 80 Длительно-постепенные рубки 20 40 Равномерно-постепенные рубки 25 50 Группово-постепенные рубки 25 50 Чересполосные постепенные рубки 15 30 2.3. Средне-Уральский таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки 50 100 Длительно-постепенные рубки 20 40 Равномерно-постепенные рубки 25 50 Группово-постепенные рубки 25 50 Чересполосные постепенные рубки 20 40 2.4.1. Западно-Сибирский равнинный северо-таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки 40 80 Длительно-постепенные рубки 20 40 Группово-выборочные рубки 25 50 Равномерно-постепенные рубки 20 40 Группово-постепенные рубки 15 30 Чересполосные постепенные рубки 15 30 166

2.4.2. Западно-Сибирский равнинный средне-таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки 40 80 Длительно-постепенные рубки 20 40 Группово-выборочные рубки 25 50 Равномерно-постепенные рубки 20 40 Группово-постепенные рубки 15 30 Чересполосные постепенные рубки 15 30 2.4.3. Западно-Сибирский равнинный южно-таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки 40 80 Длительно-постепенные рубки 20 40 Группово-выборочные рубки 25 50 Равномерно-постепенные рубки 20 40 Группово-постепенные рубки 15 30 Чересполосные постепенные рубки 15 30 2.5. Среднесибирский плоскогорный таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 25 50 группово-выборочные рубки 2.6. Приангарский таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 25 50 группово-выборочные рубки 2.7. Восточно-Сибирский таежный мерзлотный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 15 30 группово-выборочные рубки 2.8. Дальневосточный таежный лесной район, Камчатский таежный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 40 80 группово-выборочные рубки Равномерно-постепенные, 25 50 группово-постепенные рубки Длительно-постепенные рубки 25 50 Постепенные чересполосные рубки 15 30 3. Зона хвойно-широколиственных лесов 3.1. Район хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской части Российской Федера- ции Добровольно-выборочные рубки 50 100 Группово-выборочные рубки 25 50 Длительно-постепенные рубки 20 40 Равномерно-постепенные рубки 25 50 Группово-постепенные рубки 15 30 Чересполосные постепенные рубки 15 30 3.2. Приамурско-Приморский хвойно-широколиственный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 25 50 группово-выборочные рубки Длительно-постепенные рубки 10 25 4. Лесостепная зона 4.1. Лесостепной лесной район европейской части Российской Федерации Добровольно-выборочные рубки 25 50 Группово-выборочные рубки 15 30 Равномерно-постепенные рубки 15 30 Группово-постепенные рубки 10 25 Чересполосные постепенные рубки 5 15 4.2. Южно-Уральский лесостепной район Добровольно-выборочные рубки 25 50 Равномерно-постепенные и 15 30 группово-постепенные рубки Чересполосные постепенные рубки 10 30 4.3. Западно-Сибирский подтаежно-лесостепной лесной район Добровольно-выборочные рубки 15 30 167

Группово-выборочные рубки 15 30 Равномерно-постепенные рубки 10 20 Группово-постепенные рубки 10 15 Чересполосные постепенные рубки 7 15 4.4. Средне-Сибирский подтаежно-лесостепной лесной район Добровольно-выборочные рубки, 15 30 группово-выборочные рубки 4.5. Забайкальский лесостепной лесной район Добровольно-выборочные рубки, 20 40 группово-выборочные рубки, длительно-постепенные рубки 4.6. Дальневосточный лесостепной лесной район Добровольно-выборочные рубки, 25 50 группово-выборочные рубки Длительно-постепенные рубки 10 25 5. Степная зона Добровольно-выборочные рубки, 15 - группово-выборочные рубки 6. Зона полупустынь и пустынь Добровольно-выборочные рубки, 5 - группово-выборочные рубки 7. Зона горного Северного Кавказа Добровольно-выборочные рубки 7 15 Группово-постепенные котловинные рубки 5 10 8. Южно-Сибирская горная зона 8.1. Алтае-Саянский горно-таежный лесной район, Алтае-Саянский горно-лесостепной район Добровольно-выборочные рубки, 25 50 группово-выборочные рубки, длительно-постепенные рубки 8.2. Байкальский горный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 15 30 группово-выборочные рубки Равномерно-постепенные рубки, 10 25 группово-постепенные рубки 8.3. Забайкальский горно-мерзлотный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 10 20 группово-выборочные рубки Равномерно-постепенные рубки, 5 10 группово-постепенные рубки 8.4. Забайкальский горный лесной район Добровольно-выборочные рубки, 15 30 группово-выборочные рубки Равномерно-постепенные рубки, 10 25 группово-постепенные рубки Работы по установлению и обозначению на местности границ лесосек включают: прорубку визиров шириной не более 1 м, за исключением сторон, отграниченных видимыми квартальными просеками, граничными линиями, таксационными визирами, непокрытыми лесной растительностью землями и лесными культурами или обозначение границы лесосеки иным способом без рубки деревьев; постановку столбов на углах лесосек; отграничение не эксплуатационных участков в пределах лесосек; промер линий, измерение углов между ними и углов наклона, а также инструмен- тальную привязку к квартальным просекам, таксационным визирам или другим постоян- ным ориентирам. При отграничении визирами лесосек, отводимых под сплошные рубки спелых, пере- стойных лесных насаждений, в створе визира срубаются все тонкомерные деревья с диа- метром ствола до 16 см. На деревьях, расположенных вдоль визира, и не входящих в лесо- 168

секу, делают затески или иные отметки (яркая лента, скотч, краска). На визирах лесосек, отводимых под выборочные рубки лесных насаждений, деревья не срубают, а визиры рас- чищают за счет обрубки сучьев и веток, а также рубки кустарника. Съемка границ и привязка лесосек производятся с помощью геодезических инстру- ментов, обеспечивающих точность измерения линий с погрешностью не более 1 м на 300 м длины, измерения углов – с погрешностью не более 30 угловых минут. Ошибка в опре- делении эксплуатационной площади лесосеки не должна превышать 3 процентов. Допус- кается применять для съемки и привязки границ лесосек навигационные приборы, обеспе- чивающие указанную точность измерений. Углы лесосек закрепляются столбами диаметром не менее 12 см и высотой над зем- лей 1,3 м. На столбах делается надпись с указанием номеров квартала и выдела (выделов), формы рубки лесных насаждений (сплошная рубка, выборочная рубка), года, на который предусмотрена рубка, номеров лесосек и их площади в гектарах. На столбах указывается эксплуатационная площадь лесосеки. При сплошных рубках в эксплуатационную площадь лесосеки при её отводе не включаются: нелесные и непокрытые лесной растительностью лесные земли (болота, вырубки, прогалины и т.п.) независимо от их величины; выделенные семенные куртины и полосы; расположенные среди спелых древостоев участки молодняков, средневозрастных насаждений; участки приспевающих лесных насаждений, находящиеся внутри выделов спелых и перестойных древостоев, площадью более 3 га; участки природных объектов, имеющих природоохранное значение. Допускается выделение не эксплуатационных участков по указанным критериям по- сле отвода лесосеки в случаях, если они не были выделены при отводе лесосек. При этом в материалы отвода лесосеки вносятся соответствующие изменения. При отборе и учёте семенников для их отграничения у выбранных деревьев вокруг ствола на высоте 1,3 м производится соскабливание поверхностного слоя коры или отмет- ка иным способом (яркая лента, скотч, краска). Границы семенных групп обозначаются легкими затесками на коре с внешней стороны граничных деревьев или отметками иным способом (яркая лента, скотч, краска). Отграничение семенных куртин и полос, а также выделов с невыраженными естественными границами (приспевающие лесные насажде- ния, природные объекты, подлежащие сохранению) производится прорубкой граничных визиров с установкой столбов, на которых делается надпись "НЭ" (не эксплуатационный участок лесосеки). Таксация лесосек проводится после обозначения их границ на местности. При таксации лесосек вы- полняется натурное определение качественных ха- рактеристик лесных насаждений и объема древеси- ны, подлежащей заготовке, при сплошных рубках и чересполосных выборочных рубках – с учетом по площади, при иных выборочных рубках - с учетом по количеству деревьев, назначенных в рубку. В случаях, когда не представляется возможным определить запас подлежащей заго- товке древесины до рубки, учет древесины производится по количеству заготовленной древесины. Не допускается отвод и таксация лесосек по результатам визуальной оценки лесосек. При отводе и таксации лесосек для заготовки древесины выборочными рубками 169

по договорам купли-продажи лесных насаждений осуществляется клеймение деревьев, назначаемых в рубку. Учёт по площади применяется при сплошных и чересполосных выборочных рубках следующими методами: сплошного перечета, ленточного перечета, круговыми реласкопи- ческими площадками, круговыми площадками постоянного радиуса. Документом, под- тверждающим проведение работ по учету по площади, является ведомость перечета дере- вьев, назначенных в рубку. Учёт по количеству деревьев, назначаемых в рубку, применяется при проведении: выборочных рубок (кроме чересполосных рубок); рубок ухода за лесами в молодняках второго класса возраста, в средневозрастных, приспевающих, лесных насаждениях при среднем диаметре древостоя более12 см; выборочных санитарных рубок (кроме рубки сухостоя в молодняках); при рубке единичных деревьев. Документом, подтверждающим проведение работ по учету по количеству деревьев, является ведомость перечёта деревьев, назначенных в рубку. Учёт по объему заготовленной древесины производится, если предварительное его установление до рубки не представляется возможным: при рубках ухода в молодняках; при рубках ухода в средневозрастных лесных насаждениях, если средний диаметр назначаемых в рубку древостоев менее 12 см; при рубке сухостоя в молодняках, разработке горельников, валежника, бурелома и ветровала; при разработке лесосек, выборочными рубками (кроме чересполосных рубок), без предварительного отбора и отметки вырубаемых деревьев специально обученными маши- нистами лесозаготовительных машин и вальщиками леса. Сохранению при проведении рубок лесных насаждений подлежит жизнеспособный подрост ценных пород (сосны, кедр, лиственницы, ели, пихты, дуба, бука, ясеня и др.) в соответствующих им природно-климатических условиях. При отводе и таксации лесосек проводится учет жизнеспособного подроста ценных пород. Согласно классификатору при решении задач определения типа рубок, картируемы- ми слоями на тематических картах материалов лесоустройства являются вырубки. Уро- вень используемых масштабов тематических карт 1:200000 и 1:50000. Для разработки те- матических карт используются снимки с разрешением 30 и 5-15 м. Спектральные диапа- зоны 0,4-1,1 мкм. 3.2.4 Оценка состояния мест рубок и выявление нарушений Форма и общие характеристики рубок главного пользования. В сложившейся и при- нятой на законодательном уровне системе рубок главного пользования лесосека характе- ризуется конкретными параметрами по площади и структуре, регламентируется в про- странстве и порядке рубки во времени. Площадь лесосеки включает всю площадь участка, отведенного в рубку. Лесосеки могут быть разнообразными по площади в зависимости от группы лесов, лесорастительной зоны, породного состава древостоев, их происхождения и других особенностей определённых участков. Форму лесосеки обусловливают с учетом конфигурации таксационного выдела или выделов, включаемых в лесосеку, их естествен- ных и других особенностей, рельефа (наличие овражков, ручьев и других элементов). Ча- ще всего лесосека имеет прямоугольную форму, наиболее удобную для технологической организации лесосечных работ, снабжения восстановления леса, учета и контроля, прием- ки. От формы лесосеки, при одинаковой площади, существенно зависит протяженность её 170

границ и стен леса, примыкающих к вырубкам и нередко выполняющих роль источников обсеменения. Существующие Правила заготовки древесины не требуют, чтобы в равнинных лесах лесосеки были непременно прямоугольной формы. В ранее действовавших Правилах был пункт, гласивший, что «лесосеки в равнинных лесах отводятся прямоугольной формы». Это очень важно, поскольку требование к прямоугольности лесосек часто вынуждало проводить границы лесосек там, где насаждения не были устойчивы к повреждению вет- ром, иссушению и другим неблагоприятным воздействиям на образующиеся при рубках «стены леса». Созданы организационные условия, чтобы снизить негативное влияние ру- бок на санитарное состояние лесов, улучшить условия для возобновления леса, и в целом использовать леса более разумно и эффективно. Сплошные рубки спелых и перестойных лесных насаждений в эксплуатационных лесах характеризуются предельными значениями ширины и площади, сроков примыкания лесосек по зонам расположения лесов и составу преобладающих пород лесных насажде- ний. Рисунок 33 – Схема отвода лесосек: 1, 2, 3, 4, 5 – лесосеки, L – длина лесосеки, b – ширина лесосеки Шириной лесосеки (b) называют протяженность лесосеки по короткой стороне. Устанавливается по группам пород в соответствии с лесохозяйственным регламентом. Прежде всего, ширина лесосеки зависит от дальности разлета семян от стен леса. Хоро- шие условия для естественного возобновления обеспечиваются при ширине лесосеки, не превышающей двойной высоты соседнего леса, от которого ожидается полет семян. Та- кую ширину называли средней. С шириной лесосеки связана также степень изменения водного режима на вырубке. Так, для сохранения водного баланса водосборного бассейна в центральных районах европейской части страны ширина лесосеки не должна превышать 50 м. Кроме того, правильно подобранная ширина лесосеки способствует сохранению почвенного плодородия. Например, хорошее возобновление и сохранение почвенного плодородия ожидается в ельниках при ширине лесосеки до 30 м, в сосняках – до 50 м. Длина лесосеки (L) – протяженность лесосеки по её длинной стороне, обычно огра- ничивается протяжением квартальной просеки того же направления, иногда ее принимают короче. Направление лесосеки – расположение длинной стороны лесосеки по отношению к сторонам света. Обычно оно принимается перпендикулярным направлению рубки. В рав- нинных лесах тайги вырубки, направленные с севера на юг, получают больше тепла, не- обходимого для прорастания семян и повышения испарения избыточной влаги. В засуш- ливых районах в целях защиты всходов и подроста, а также лесных культур от сильной солнечной радиации длинные стороны лесосек могут располагаться с востока на запад, что обеспечивает притенение вырубки, замедленное снеготаяние, сохранение почвенной влаги, или с юго-запада на северо-восток перпендикулярно юго-восточным суховеям. В 171

пойме реки лесосеку располагают поперек русла для уменьшения скорости паводковых вод и эрозии почвы, в горах – поперек склона. Направление рубки – направление, в котором каждая последующая лесосека разме- щается относительно предыдущей. Направление рубки при проведении сплошных рубок устанавливается, как правило, против преобладающих или вредно действующих ветров с расположением длинной стороны лесосеки перпендикулярно их направлению. В резуль- тате обнажённая стена леса оказывается с подветренной стороны, что способствует луч- шему обсеменению вырубки и помогает избежать ветровала. В ветловых, осокоревых насаждениях и тальниках (пойменные леса) рубки ведутся в направлении против течения реки. Срок примыкания лесосек – интервал времени, через который производится рубка на очередной лесосеке, не считая года рубки. Его устанавливают для лучшего обсеменения вырубки с учетом повторяемости семенных годов, для притенения вырубки, снегозадер- жания и сохранения почвенной влаги с целью улучшения условий роста всходов и само- сева в первые годы, для адаптации сохраненного подроста. В настоящее время сроки примыкания лесосек устанавливают согласно Правилам рубок главного пользования, которые, в какой-то мере, учитывают «золотое правило лесо- водства»: не рубить вторую (смежную) лесосеку, пока возобновление на первой не закон- чено. Сроки примыкания одинаковы для лесов разного назначения и зависят от породы (частоты семенных годов) и природной зоны. Существуют укороченные сроки, рассчи- танные на предварительное возобновление, т.е. на сохранение подроста главной породы, и удлиненные – на последующее возобновление. Способ примыкания лесос