Социально-экономические карты

14.1. Предмет картографирования и задачи

14.2. Классификация карт лесного хозяйства. Карты лесных ресурсов

14.3. Карты лесоустройства и охраны лесов

14.4. Использование ГИС в лесном хозяйстве

* * *

14.1. Предмет картографирования и задачи

Специфика леса как объекта картографирования заключается в том, что он является объектом и природного, и социально-экономического изучения.

Существуют три группы карт, объединенные темой леса: соб­ственно карты лесов, изображающие лесные массивы с указанием преобладающих пород деревьев (рассматриваются в курсе карт природы); карты лесной промышленности (рассматриваются в ряду других отраслевых карт промышленности) и карты лесного хозяй­ства, которые выделяются сейчас в отдельный раздел социально-экономической картографии.

Карты лесного хозяйства показывают территориальную организацию отрасли, которая занимается изучением, учетом и воспроизводством лесов, охраной их от пожаров, болезней и вредителей, лесовозобновлением и лесоразведением, регулированием лесопользования, повышением продуктивности лесов.

Первой русской тематической картой лесов с некоторой характеристикой лесохимических промыслов, указанием размеров урочищ и удаленности от устьев рек, является «Чертеж досмотра лесов», датированный 1700 г. Это первая карта, на которой были отображены результаты хозяйственной деятельности в этой отрасли. В XIX в. элементы лесохозяйственной деятельности были представлены на картах лесов в «Хозяйственно-статистическом атласе Европейской России»(1851 г.) и «Атласе Азиатской России» (1914 г.). Из атласов следует отметить «Лесохозяйственный статистический атлас Европейской России» (1873 г.). К 1957 г. оперативно-хозяйственные карты были составлены на все земли под лесами нашей страны.

Задачи картографирования лесного хозяйства:

• показ ресурсного потенциала лесного фонда;

• разработка принципов отбора показателей для отображения специфики лесного хозяйства конкретных регионов и стран;

• изображение лесопользования и динамики лесного фонда многолесных регионов;

• показ защитно-регулирующих, рекреационных и эстетических функций регионов с ограниченным режимом лесопользования;

• отображение факторов негативного антропогенного, в том числе техногенного, воздействия на состояние земель лесного фонда, в том числе отображение участков леса, загрязненного радионуклидами;

• отображение мероприятий по охране и защите лесов;

• расширение круга картографируемых сюжетов, показ биоэкологических особенностей лесов, эксплуатационных запасов недревесных ресурсов леса;

• разработка оценочных и оценочно-прогнозных карт, востребованных в связи с необходимостью решения проблем рационального природопользования.

Основными источниками получения информации о лесном фонде служат карты, где лес рассматривается как природный ресурс. Эти карты, относящиеся к картам природы, являются базовыми для лесохозяйственного картографирования. Они характеризуют лесообразующие породы, используя качественный фон.

Лесное хозяйство картографируется в разных аспектах. Трехуровневая система управления лесным хозяйством России (и, соответственно, потоков информации) приводит к необходимости использовать следующую базовую систему лесных карт:

• 1:10 000–1:25 000 — первичные лесоустроительные планшеты;

• 1:25 000–1:50 000 — планы лесонасаждений на каждое лесничество;

• 1:100 000–1:300 000 — карты лесов лесничеств и лесопарков;

• 1:300 000–1:1 000 000 — карты лесов субъектов федерации;

• 1:1 000 000–1:2 500 000 — обзорные карты лесного фонда регионального и федерального уровня.

Основные картографируемые показатели для карт лесного хозяйства объединяются в несколько разделов;

1) характеристика ресурсного потенциала леса:

• лесистость территории;

• средний запас леса на гектаре;

• соотношение площадей лесфонда (покрытых лесом, не по­крытых лесом, нелесных);

• распределение покрытой лесом площади по породам и возрастным группам;

• средний годовой прирост древесины на 1 га покрытой лесом площади;

2) лесохозяйственная деятельность:

• размещение лесохозяйственных предприятий;

• процент использования лесосеки;

• лесовосстановление;

• рубки главного пользования и рубки ухода;

3) лесоохранная деятельность:

• лесная площадь, пройденная пожарами;

• потери древесины вследствие пожаров и насекомых-вредителей;

4) не древесные ресурсы леса:

• эксплуатационные запасы орехов, ягод;

• сбор лекарственных растений.

На картах показываются леса в зависимости от их целевого назначения. Леса, расположенные на землях лесного фонда, подразделяются на защитные, эксплуатационные и резервные1.

В свою очередь защитные леса подразделяются на те, что расположены на особо охраняемых природных территориях; в водоохранных зонах; выполняющие функции защиты природных и иных объектов; и — ценные леса (рис. 14.1).

Рис. 14.1. Леса, показываемые на картах, в зависимости от их целевого назначения

14.2. Классификация карт лесного хозяйства. Карты лесных ресурсов

Развитие мелкомасштабного лесохозяйственного картографирования как отрасли тематического картографирования связано с созданием в нашей стране комплексных региональных атласов. До этого карты лесного хозяйства представляли собой малотиражные издания и предназначались для управления соответствующей отраслью. Однако в настоящее время необходимо создание не только крупномасштабных, но и обзорных лесоустроительных карт, имеющих прикладное и научное значение. По тематическому содержанию карты лесного хозяйства подразделяются на группы (рис. 14.2).

Рис. 14.2. Классификация карт лесного хозяйства по тематике

Сложная природа лесов и их многогранная роль в народном хозяйстве могут быть раскрыты только с помощью множества взаимосвязанных показателей, содержащих как природные, так и хозяйственные характеристики [32]. Насыщенность характеристик лесов большим числом разнообразных количественных и качественных показателей и составление специализированных лесоресурсных карт при производственно-изыскательских работах объясняют необходимость комплексного картографирования лесных ресурсов как условия развития лесного хозяйства.

Карты лесных ресурсов содержат информацию о размещении, составе и продуктивности лесов, структуре лесного фонда, запасах древесины, распределении их по породам и возрастным группам. Общая комплексная карта, которая часто открывает раздел «Лесное хозяйство» в атласах, дает представление о деятельности предприятий данной отрасли в целом, показывает территориальные различия в характере и интенсивности деятельности. На этой карте могут быть выделены нелесные и не покрытые лесом площади, показано деление лесов на основные категории в зависимости от режима эксплуатации и назначения (защитные, эксплуатируемые, резервные).

Общие закономерности размещения лесов и изменения залесенности в связи с различиями природных условий и особенностями хозяйственного развития регионов отражаются на картах лесистости.

В зависимости от экономического, экологического и социального значения лесов складываются организационно-экономические основы ведения лесного хозяйства и во многом определяются возможности развития лесоэксплуатации. В связи с этим иногда возникает необходимость в отдельной карте «Группы лесов с разными режимами лесопользования». На такой карте качественным фоном выделяются лесные массивы защитных, эксплуатационных и резервных лесов. Доля лесов различного значения может быть показана способом структурной картодиаграммы по территориально-административным единицам.

Изучение карт лесных ресурсов позволяет выделять в предварительном порядке территории, требующие установления для них специального режима охраны лесов и проведения лесовосстановительных работ.

Важным синтетическим показателем является динамика лесных ресурсов во времени и пространстве под влиянием антропогенных и природных факторов. Для получения информации о состоянии лесного фонда используют космические снимки, совмещенные с лесоустроительной картой. Снимки позволяют следить за динамикой лесного фонда, определять гари, недорубы, отслеживать состояние и наличие лесных дорог и т. п. Карта динамики лесного фонда — это отображение суммарного эффекта всех видов хозяйственного и природного воздействия на лес. Качественным фоном целесообразно показать изменения площади лесов региона, используя шкалу с резким переходом цвета от холодных тонов (отрицательной динамики) к теплым (динамика положительная).

За единицу картографирования на картах лесного хозяйства принимают лесничество и лесопарк — наименьшие самостоятельные производственные подразделения, по которым ведется учет лесных ресурсов и планирование лесохозяйственного производства.

В качестве источников для составления карт лесного хозяйства используются: таксационные, съемочно-геодезические и планово-картографические материалы прежнего лесоустройства, материалы других изыскательских и проектных работ, планы земель сельскохозяйственных предприятий и других землепользователей, топографические карты, мелкомасштабные лесные карты, статистические данные лесфонда, материалы дистанционного зондирования.

14.3. Карты лесоустройства и охраны лесов

Лесоустройство — система мероприятий по организации и ведению лесного хозяйства, которая включает изучение природных и экономических условий лесного хозяйства, регулирование состояния и динамики лесных ресурсов, инвентаризацию леса, определение размеров ежегодного лесопользования. Такое разнообразие деятельности требует целой системы карт, как оперативно-хозяйственных, так и научно-справочных. Прежде всего, эти карты показывают размещение, типы и размеры лесохозяйственных предприятий, степень охвата территории активными лесохозяйственными мероприятиями, объем затрат на лесное хозяйство.

Лесоустройство на картах показывается в виде площадей изученных и обследованных лесов с указанием разрядов или категорий устройства. Разделение леса на однородные в лесохозяйственном отношении участки — таксация леса — составляет существенную часть лесоустройства. В зависимости от значения леса таксационные работы делятся на пять разрядов (от процента выхода деловой древесины). Так, по первому разряду устраиваются леса, где все виды древесины от всех рубок находят полный сбыт, а по пятому те, в которых даже главная рубка почти не дает деловой древесины и сбыт ее составляет менее 25 %.

При картографировании на выделенном «таксационном участке» можно показать форму, состав, возраст, бонитет, полноту насаждений и другие характеристики, но только в том случае, если площади их достаточны для проведения обособленного лесохозяйственного мероприятия.

В практике лесоустройства наряду с составлением планов лесонасаждений используется составление планов типов леса (хвойные, лиственные, вечнозеленые, жестколистные, мелколист­венные, муссонные, влажные тропические и др.), по которым намечаются различные лесохозяйственные мероприятия. Лесотипологические карты облегчают задачу организации и планирования эксплуатации лесов и воспроизведения лесных ресурсов, а также дают полноценный материал для средне- и мелкомасштабного картографирования.

Тема лесоустройства достаточно часто сочетается с характеристикой лесовосстановления и рекультивации земель (восстановление земель, которым был нанесен ущерб в результате добычи полезных ископаемых). На таких картах способом картограммы изображают процент (долю) временно не покрытых лесом площадей. Картодиаграммой на этой же карте указывается соотношение по лесничествам площадей, на которых проводятся ежегодные вырубки и лесовосстановление.

Рубки лесных насаждений являются частью единого технологического процесса, который осуществляется при использовании, охране, защите и воспроизводстве лесов. Отображаются на карте рубки главного пользования — промышленные, основная цель которых — получение древесины, и рубки промежуточного пользования, проводимые с целью улучшения породного состава и качества лесов, а также получения заготовляемой при этом древесины (рубки ухода за лесом, выборочная санитарная рубка, рубка формирования ландшафта). На картах «Рубки главного и промежуточного пользования» (Национальный атлас России, 2008 г.) способом картограммы показана доля рубок в объеме расчетной лесосеки, способом картодиаграммы — объем вырубленной древесины (в тыс. м3) по субъектам федерации.

Основные принципы комплексного картографирования лесного хозяйства применительно к задачам научно-справочного картографирования были сформулированы В. И. Алексеевым.

Интенсивность эксплуатации лесных ресурсов показывают карты хозяйственного использования лесов. Различия в формах общественного пользования лесами показываются чаще всего способом ареалов. Леса могут быть представлены как среда обитания животных; базы развития спортивной и промысловой охоты; природоохранные и оздоровительные зоны. Кроме того, в последние годы все больше атласов показывают эксплуатацию недревесных ресурсов леса, в том числе сбор ягод, грибов, орехов (КАТЭК, 1991 г.).

Организация рационального лесопользования в значительной мере зависит от состояния изученности лесов, поэтому желательно составление карт изученности лесного фонда.

В атласах в разделе карт хозяйственного использования лесов могут быть и карты лесозаготовительной промышленности, показывающие объем вывезенной древесины (способ картодиаграммы), карты заготовки лесохимического сырья, отображающие получение основного вида лесохимического сырья — живицы (способ картограммы по производственным участкам).

Леса имеют важнейшее экологическое значение, поэтому картографирование их в этом аспекте становится все более актуальным. В атласы социально-экономические и экологические включают карты охраны лесов от пожаров, показывающие характеристики горимости лесов, данные о площадях пожаров и их количестве, и площади, взятые под противопожарную охрану (наземную или воздушную). На картах противопожарных мероприятий леса подразделяются по классам пожарной опасности, наносятся объекты, имеющие противопожарное значение.

Охрана лесов показывается, как правило, цветным районированием по эффективности ведения хозяйства, используются способы качественного фона и ареалов; при использовании статистической информации по лесничествам — способ картограммы или картодиаграммы. В нашей стране, где задача оперативного обнаружения и мониторинга очагов пожаров приобретает особое значение в связи с большой территорией, основным источником служат материалы дистанционного зондирования.

Интересная подборка карт лесной тематики, где на каждом развороте реализован сюжет, имеющий большую экологическую значимость, представлена в «Экологическом атласе России» (2001 г.). На карте «Вырубка лесов» интенсивность вырубки показана картограммой с резким переходом цветов (так называемая сломанная шкала). Этот прием использован, чтобы подчеркнуть резкую границу между эксплуатацией леса в Европейской и Азиатской частях России (рис. 14.3). Тему лесных пожаров раскрывают две карты при помощи пирологических показателей: частоты возникновения пожаров (среднегодовое число пожаров на 1 млн га охраняемой площади) и горимости лесного фонда (среднегодовая доля пройденной огнем площади от охраняемой площади леса).

Рис. 14.3. Фрагмент и легенда карты «Вырубка лесов». По Экологическому атласу России, 2001 г.

Причиной гибели леса являются не только лесные пожары, но также повреждения насекомыми-вредителями, неблагоприятные климатические факторы, промышленные выбросы, потравы скотом и дикими животными и т. д. Карта «Причины гибели леса» масштаба 1:20 000 000 (Экологический атлас, 2001 г.) способом картограммы показывает отношение площади погибших лесов ко всей лесной площади, а способом картодиаграммы — абсолютное значение площади погибших лесов. Яркий цвет сектора диаграммы обозначает причины гибели лесов.

Разработка карт лесохозяйственного районирования, как и других типологических карт, недостаток которых сейчас ощущается, весьма желательна. Эти карты завершают, как правило, раздел атласа «Лесное хозяйство», показывают территориальное деление лесов по классификационным единицам разного уровня, объединяют леса с относительно однородными экономическими и природными условиями и определяют соответствующее ведение лесного хозяйства и лесопользование. Карты разрабатываются на основе лесорастительного и лесоэкономического районирования (например, карта в атласе «Башкортостан», 2005 г.).

14.4. Использование ГИС в лесном хозяйстве

Лесоводство было одной из первых отраслей, начавших использовать ГИС. В настоящее время проводятся исследования и разрабатывается методика картографирования по целому ряду направлений изучения лесов с использованием данных дистанционного зондирования:

• лесохозяйственное картографирование;

• картографирование текущих изменений в лесах;

• исследование информативности спутниковых изображений для решения задач мониторинга состояния и динамики леса;

• обнаружение лесных пожаров и картографирование пройденных огнем лесных площадей;

• оценка повреждений лесных насаждений, вызванных массовым размножением насекомых-вредителей.

Обязательным условием проведения лесохозяйственных работ является постоянная актуализация банков таксационных данных, созданных во время базового лесоустройства. Увеличение оперативности и точности информации практически невозможно без средств современных ГИС, которые позволяют автоматизировать методы построения карт с использованием стереофотограмметрического дешифрирования аэрокосмических изображений и геодезических измерений, совмещать их с любыми картографическими материалами.

Стандартный цикл лесоустроительных работ состоит из периодов: подготовительного, полевых работ и камерального. Большинство ГИС-технологий встроено в стандартный цикл работ лесоустроительного производства и заменяет соответствующие этапы работ камерального периода. В результате всех исследований создаются цифровые карты лесного хозяйства на основе лесоустроительных планшетов, геодезических данных и данных дистанционного зондирования в различных масштабах: от 1:2 000 до 1:1 000 000. Они эффективно используются в системе землеустройства, в лесничествах и лесопарках, могут быть использованы и в региональных управлениях, если существует система сбора актуальной информации.

Полевые работы заключаются в получении данных (в органах землеустройства) о границах землепользований в цифровой форме, которые обязательно надо сверить с данными об окружных границах, имеющимися в лесном хозяйстве. Существенную помощь при определении границ могут оказать системы глобального позиционирования.

Применение ГИС обеспечит специалистам лесного хозяйства не только выполнение анализа пространственных данных, но и объективную поддержку принимаемых решений. Поможет в разработке долговременной стратегии поставок древесины и пятилетних прогнозов запасов, выборе системы лесозаготовок, расчете строительства дорог с минимальными затратами, установлении границ естественных местообитаний животных, моделировании сценариев распространения лесных пожаров, осуществлении тактического планирования по подавлению пожаров и во многом другом.

В процессе разработки ГИС должен учитываться ряд особенностей российского лесного хозяйства, сложившаяся иерархия системы его управления и подготовленность специалистов на каждом уровне управления. ГИС-технологии для лесоустройства уже достаточно освоены в производстве, а их интенсивное использование выявит направления дальнейшего совершенствования.

---