Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Орлова Татьяна Васильевна

Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий
<
Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Орлова Татьяна Васильевна. Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий : 06.03.02 Орлова, Татьяна Васильевна Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий (на примере ОАО "Хенкель-ЭРА") : дис. ... канд. с.-х. наук : 06.03.02 СПб., 2006 192 с. РГБ ОД, 61:07-6/46

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы по изучаемой проблеме 9

1.1. Проблемы антропогенного влияния на леса 9

1 2. Устойчивость лесных экосистем к атмосферным загрязнениям и факторы ее определения 14

1 3. Воздействие химических предприятий на леса 21

1.4. Применение гис-технологий для изучения антропогенного влияния на леса 25

1.5. Методы оценки ущерба, наносимого лесному хозяйству в зоне влияния промышленных предприятий 31

Глава 2. Описание объекта исследований 45

2.1. Естественно-исторические и природно-климатические условия района обследования 45

2.2. Характеристика лесного фонда 47

2.3. Описание пробных площадей 48

2.4. Описание вида антропогенного воздействия 51

Глава 3. Программа и методы исследований 55

3.1. Программа исследования 55

3.2. Объем проводимых исследований 55

3.3. Оценка жизненного состояния деревьев и древостоев ели европейской 56

3.4. Зонирование территории вокруг оао "хенкель-эра" 58

3.5. Изучение динамики состояния древостоев ели европейской во времени 63

3.6. Методика изучения динамики состояния древостоев ели европейской методом регрессионного анализа 63

3.7. Методика анализа экологической структуры древостоев ели европейской 64

3.8. Определение размера взысканий за ущерб, причиненный лесным экосистемам в результате действия аэропром выбросов оао "хенкель -эра" 64

3.9. Определение экономического ущерба в результате повреждения аэропромвыбросами древостоев ели европейской 66

3.9.1. Определение ущерба от утраты древесины 68

3.9.2. Определение ущерба от утраты второстепенных лесных ресурсов 68

3.9.3. Определение ущерба от утраты продуктов побочного пользования лесом 70

3.9.4. Определение последующего ущерба от утраты древесины 71

3.9.5. Определение последующего ущерба от утраты второстепенных лесных ресурсов 73

3.9.6. Определение последующего ущерба от утраты продуктов побочного пользования лесом 74

3.9.7. Определение экономического ущерба в результате снижения плодородия лесной почвы 77

3.9.8. Определение экономического ущерба в результате ослабления санитарно-гигиенической и рекреационной функций 79

3.9.9. Определение экономического ущерба в результате ослабления гидрологической функции 81

3.9.10. Определение экономического ущерба в результате ослабления природо защитных функций леса 82

3.10. Методика экологического нормирования антропогенных воздействий по реакции древостоев ели европейской 83

Глава 4. Разработка гис на территорию объекта исследования 86

4.1 Обоснование информационных слоев и создание электронных карт86

4.2. Обоснование структуры базы данных и ее наполнение 88

4.3. Тематическое картирование территории вокруг оао "хенкель-эра" 89

Глава 5. Зонирование территории по степени повревдения древесной растительности 91

5.1. Зонирование территории по данным современных исследований 91

5.2. Анализ пространственного распределения поврежденных древостоев вокруг оао "хенкель-эра" 94

5.3. Анализ тематических карт изучаемой территории 98

Глава 6. Динамика состояния ели европейской на постоянных пробных площадях за 24-летний интервал 102

6.1. Анализ динамики состояния древостоев ели европейской методом временного тренда 102

6.2. Анализ динамики состояния древостоев ели европейской методом многофакторного регрессионного анализа 109

6.3. Анализ экологической структуры древостоев ели европейской.. 112

7.1. Определение ущерба, наносимого лесному хозяйству в результате повреждения древесной растительности с применением гис-технологий 114

7.2. Разработка рекомендаций по ведению лесного хозяйства в зонах повреждения древесной растительности разных степеней тяжести... 121

7.3. Уточнение норм предельно-допустимых концентраций пыли СМС124

Заключение 126

Приложение 163

Введение к работе

Актуальность темы. Среди многих экологических проблем современности особое место занимает деградация и гибель лесов под воздействием хозяйственной деятельности и, в частности, промышленного загрязнения окружающей среды. Наглядным свидетельством поражения лесных экосистем вредными выбросами в атмосферу является ситуация, сложившаяся в районе деятельности завода бытовой химии ОАО "Хенкель-ЭРА" (г. Тосно Ленинградской области). Изучаемая ситуация является типичной для Российской Федерации, поэтому существует необходимость изучения этой проблемы в лесохозяйственном, экологическом и природоохранном аспектах.

Цель и задачи исследования: проанализировать жизненное состояние древостоев ели европейской в окрестностях ОАО "Хенкель-ЭРА" и их динамику во времени на долговременных постоянных пробных площадях и разработать практические рекомендации по ведению лесного хозяйства в зонах повреждения древостоев ели европейской разной степени тяжести.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

  1. Уточнить методику комплексного изучения состояния древостоев ели европейской в зоне влияния аэропромвыбросов ОАО "Хенкель-ЭРА".

  2. Разработать геоинформационную систему на изучаемую территорию.

  3. Зонировать территорию, находящуюся в зоне влияния аэропромвыбросов ОАО "Хенкель-ЭРА" (определить закономерности распределения поврежденных древостоев ели европейской в пространстве).

  4. Проанализировать динамику состояния древостоев ели европейской на пробных площадях за двадцатичетырехлетний интервал времени.

  5. Оценить ущерб от повреждения лесных экосистем в зоне влияния аэропромвыбросов ОАО "Хенкель-ЭРА".

  6. Разработать рекомендации по ведению лесного хозяйства в зонах повреждения древостоев ели европейской разных степеней тяжести.

  7. Уточнить нормы предельно допустимых концентраций пылевых выбросов синтетических моющих средств.

Научная новизна. Проанализирована динамика площадей зон повреждения древостоев ели разных степеней тяжести на основе зонирования территории с помощью специальной методики.

Проведена оценка ущерба, наносимого аэропромвыбросами ОАО "Хенкель-ЭРА" лесным экосистемам с учетом их экологических функций, таких как санитарно-гигиенические, рекреационные, гидрологические и природоохранные. К природоохранным функциям леса отнесены:

почвозащитные, берегозащитные, путезащитные, защиты лесного биогеоценоза как фактора обитания лесной фауны и др.

Создана многослойная многофункциональная геоинформационная система на территорию обследования (с помощью программы Maplnfo Professional 6.0).

Сделаны предложения о выделении зон повреждения вокруг химического предприятия в определенную категорию земель лесного фонда - "зона промышленного загрязнения лесных экосистем".

Практическая значимость работы. Исследования, проводимые при выполнении данной работы использовались в НИР кафедры лесоустройства, лесной таксации и геоинформационных систем СПбГЛТА.

Результаты работы были использованы при подготовке отчета о НИР по теме "Обследование и анализ состояния древостоев ели европейской в зоне влияния промышленных выбросов ОАО "Хенкель-ЭРА" № 1.5.05.04 от 20.12.2004 и нашли применение на заводе бытовой химии ОАО "Хенкель-ЭРА" для организации природоохранных мероприятий.

Результаты работы были использованы при выполнении базового проекта М2-02 "Разработать научно-методические основы оценки состояния и расчета экономического ущерба лесным экосистемам в условиях техногенного и антропогенного воздействия", выполнявшегося по государственному контракту № АТ-03-13/84 от 15.04.2005 по заказу Министерства природных ресурсов.

Результаты работы нашли применение в учебном процессе СПбГЛТА и Лисинском лесхозе-техникуме (лесном колледже).

Личный вклад. Автор выполнил все основные работы по сбору и анализу материалов исследования. Им уточнен выбор методов исследования.

Полевые работы проводились в 2004-2005 гг. В результате восстановлена система постоянных пробных площадей, заложенных на разных расстояниях от источника промышленных выбросов. Проведено обследование состояния древостоев ели европейской в зоне действия промышленных выбросов ОАО "Хенкель-ЭРА". Автором создана геоинформационная система на территорию обследования и проведен анализ полученных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Результаты динамики площадей зон повреждения древостоев ели европейской разных степеней тяжести.

  2. Результаты анализа динамики состояния древостоев ели европейской на пробных площадях за двадцатичетырехлетний интервал времени.

  1. Результаты расчета ущерба, наносимого аэропромвыбросами ОАО "Хенкель-ЭРА" лесным экосистемам с учетом их экологических функций.

  2. Предложения о выделении территории, поврежденной промышленными выбросами в специальную категорию земель лесного фонда - "зона промышленного загрязнения лесных экосистем".

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета СПбГЛТА. Результаты исследований были представлены на международной научно-технической конференции "Лесной комплекс: состояние и перспективы развития - 2005" (г. Брянск, 2005) и на Всероссийском симпозиуме (г. Санкт-Петербург, г. Кировск, пос. Лисино-Корпус, 5-7 июля 2006 г.)

По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и 5 приложений. Текст, включая приложения, изложен на 193 страницах машинописного текста, иллюстрирован 34 рисунками и 27 таблицами. Список используемой литературы включает 340 источников, из которых 59 на иностранных языках.

Устойчивость лесных экосистем к атмосферным загрязнениям и факторы ее определения

Информацию о жизнеспособности лесного фитоценоза можно получить различными путями, традиционно принятыми в лесоводстве и таксации, анализируя сведения о продукционных и возобновительных процессах в лесу. Вопрос об универсальном показателе, по которому можно было бы четко определять степень поражения или состояния лесных фитоценозов, остается до сих пор открытым. В целом же для решения задач оценки состояния древостоев во всех европейских странах используются близкие методики. Так, важными характеристиками состояния древостоев являются возрастная структура популяций древесных видов, характер и темпы отпада, запас древостоя, особенности сложения древесного полога, видоизмененный состав и размещение возобновления (Песенко, 1982; Беднова, 2004). Также общеупотребимыми критериями считаются: высоты, диаметры, радиальные приросты, возраст хвои, линейные приросты на главном и боковых побегах (Васильева и др., 1995). Ряд авторов предлагает определять степень поражения древесной растительности по изменению класса бонитета (Wentzel, 1971) или по изменению видового состава и структуры насаждений (Гальперин,1972), по учету усыхающих деревьев и сухостоя (Щербаков, 1966), по изменению прироста древесины по диаметру ствола. Помимо вышеперечисленных критериев учитывается оценка деформации и дехромации крон деревьев (Алексеев, 1999). Это связано с тем, что наличие и степень деградационных процессов под влиянием атмосферных загрязнений проявляются первоначально в состоянии ассимиляционного аппарата деревьев. (Лумме и др, 1997; Ковалев, 1990) Универсального показателя состояния лесных экосистем пока не найдено. В.А. Соловьев (1966) подчеркивает, что каждая биосистема встречает воздействия внешней среды, разнообразию которых она должна для существования в природе противопоставить достаточное разнообразие соответствующих реакций.

Но в то же время, приоритетными показателями являются такие, которые позволяют дать количественную и экономическую оценку происходящим изменениям: лесистость территории; продуктивность лесных насаждений и т.д. Но анализ показателей, чтобы не извлечь односторонней информации, должен базироваться на тщательном сопоставлении с сукцессионными процессами, сведения о которых можно получить в рамках длительного стационарного лесного мониторинга. Так, при изучении влияния загрязнения среды на состояние деревьев в насаждениях Мончегорского лесхоза на территории Кольского полуострова (1976 по 1995 гг.) использовались следующие показатели состояния лесных насаждений: количество деревьев, шт./га, сумма площадей сечения деревьев всех категорий, в % от контроля; полнота насаждений; средний и максимальный возраст хвои, лет; пораженность хвои некрозами, %; доля сильно ослабленных и усыхающих деревьев, %; суммарный отпад деревьев, %; размер текущего отпада; индекс состояния насаждений (Шарапа, 1991, 2004; Мозолевская, Шарапа, 1992). По мнению авторов - Мозолевской Е.Г., и Шарапа Т.В., первые три показателя характеризуют в наибольшей степени общее изменение лесной среды и уровень деградации насаждений, испытывающих длительное воздействие промышленных выбросов. Они дают представление об изменении густоты стояния и запаса деревьев на единице площади биотопа и сомкнутости крон насаждений, уменьшающихся по мере увеличения степени загрязнения окружающей среды. Остальные показатели отражают снижение жизнеспособности и пораженность техногенными выбросами деревьев и древостоя в целом. В целом же вся система показателей включает разнородные, дополняющие друг друга диагностические признаки. Также в качестве показателей состояния лесных экосистем использовались данные о видовом составе, особенностях распространения и активности насекомых-ксилофагов в лесах Мурманской области. Эти показатели являются биоиндикационными и могут быть также использованы для оценки степени антропогенной трансформации лесных экосистем. Основой многих исследований является балльная система оценки состояния хвойных древостоев, в соответствии с инструкцией "Санитарные правила в лесах Российской Федерации" 1992 г. В инструкции изложен метод фитопатологической оценки состояния деревьев с учетом повреждения не только кроны, но и всего ствола.

Выявляются причины ослабления древостоев по широко известным визуальным признакам повреждений (хлороз, некроз, дефолиация, изменение размеров и формы органов, изменение прироста и т.д.). Также в инструкции выделяются интегральные классы повреждения деревьев с присвоением им баллов (Писарева, Шарапа, 1991). Мозолевской Е.Г. был предложен индекс состояния насаждения в качестве интегрального показателя состояния насаждения и лесной среды (Воронцов, Мозолевская, Соколова, 1991). Этот показатель учитывает структуру древостоя, степень его ослабления, усыхания и поврежденное на основе данных традиционного перечета деревьев по категориям состояния и ступеням толщины. Также оценивается поврежденность вредителями, пораженность болезнями и другими факторами неблагоприятного воздействия. Индекс состояния по этой методике главным образом характеризует общую жизнеспособность древесного яруса растительности, с помощью которого можно оценивать как статистику, так и динамику их ослабления и потери устойчивости (Воронцов и др., Технология защиты леса, 1991; Мозолевская, 2004; Мониторинг..., 2004). Алексеев В.А. предлагает модифицированную шкалу категорий жизненного состояния деревьев по характеристикам кроны, которая может быть использована при мониторинге лесов, лесоустроительных, лесопатологических и геоботанических работах. Вместо расчетов жизненности древостоев по числу деревьев он предлагает использовать объемные показатели стволов деревьев, учитывать величины фитомассы особей различных категорий состояния. Предложенные им методы оценки состояния деревьев успешно апробированы различными исследователями, но их использование не всегда возможно из-за недостатка данных (Алексеев, 1989). Может оцениваться также степень поражения древостоев и по неформализованным бальным шкалам на основании одного или нескольких внешних признаков. Подобная методика использовалась при оценке состояния сосновых молодняков в зоне атмосферных загрязнений Ревдинско-Первоуральского промышленного узла (Фомин, 1998). Данный подход наиболее эффективен при учете розы ветров (повреждения более выражены и наблюдаются на больших расстояниях) и учете концентрации загрязняющих веществ в снеговой воде и осадках. При длительном наблюдении можно определить области и характер поражения растительности вдоль всей оси основного направления ветра (Бертитц, 1981).

Методика изучения динамики состояния древостоев ели европейской методом регрессионного анализа

Зависимость среднего балла состояния древостоев ели европейской от расстояния до источника аэропромвыбросов будет изучаться с помощью регрессионного анализа с определением вида зависимости (линейной, степенной, экспоненциальной) и точности аппроксимации (с помощью коэффициента детерминации) (Шмидт, 1984). Экологическая структура насаждений при индикации качества окружающей природной среды представляет собой распределение численности деревьев на изучаемой территории по классам повреждения (Алексеев, Мониторинг..., 2003; Алексеев, Экологическая структура..., 1989). Количественно экологическая структура описывается величинами: Для построения графиков зависимости доли деревьев от среднего балла состояний используем программу Microsoft Excel. Существующая практика стоимостной оценки и возмещения ущерба, наносимого лесному хозяйству, включая и негативное воздействие промышленных предприятий и сооружений, предопределена действующими нормативными правовыми актами. Основными, из их числа, являются Гражданский кодекс РФ (1994), Лесной кодекс РФ (1997), Федеральный закон "Об охране окружающей среды" (ФЗ-7 от 10 января 2002 г.), Постановление Правительства РФ от 21.05.2001 г. № 388 "Об утверждении такс для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный лесному фонду и не входящим в лесной фонд лесам нарушением лесного законодательства Российской Федерации". Наиболее общие принципы оценки и возмещения вреда и экономического ущерба содержатся в Гражданском кодексе РФ. Федеральный закон РФ "Об охране окружающей среды" определяет, что негативное воздействие на окружающую среду является платным Статья 77 этого закона устанавливает обязанность полного возмещения вреда окружающей среде.

Третьей частью статьи устанавливается, что вред окружающей среде возмещается в соответствии с утвержденными в установленном порядке таксами и методиками исчисления размера вреда окружающей среде, а при их отсутствии исходя из фактических затрат на восстановление нарушенного состояния окружающей среды, с учетом понесенных убытков, в том числе упущенной выгоды. Для практической реализации природоохранной политики государства в области сохранения лесов в Постановлении Правительства от 21.05.2001 г. № 388 года определены виды нарушений и размеры взысканий за причиненный ущерб. Размер ущерба, наносимый лесному фонду в зоне действия аэропромвыбросов химического предприятия ОАО "Хенкель-ЭРА", в соответствии с таксами, можно рассчитать по нижеследующей формуле: где У - размер взысканий за ущерб, причиненный лесному фонду; С; ставка лесных податей для і-й породы; Vj - объем древесины і-й породы, Т такса для исчисления размера взысканий, п - количество основных лесообразующих пород В нашем случае древостой повреждены не до степени прекращения роста, так как I (индекс состояния) на пробных площадях варьирует в пределах от 2,14 (ослабленные древостой) до 2,51 (сильно ослабленные древостой). Поэтому, в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21 мая 2001 г. № 388 используем таксы для поврежденных деревьев, не прекративших свой рост (см. Приложение 1).

Стоимость древесины основных лесообразующих пород определяем в соответствии со ставками лесных податей для Ленинградской области и г. Санкт-Петербурга (см. Приложение 1). Особо следует подчеркнуть, что приведенные выше таксы используются в практике исчисления размера взысканий с виновников за ущерб, причиненный лесам, но не дают денежной оценки величины реально причиненного ущерба

Определение экономического ущерба в результате повреждения аэропромвыбросами древостоев ели европейской

Для определения экономического ущерба, наносимого лесным экосистемам, использовалась методика, предложенная СПбНИИЛХ в 2005 году (Отчет о НИР.., 2005). В основе методики расчета экономического ущерба, наносимого промышленными выбросами лесным насаждениям, лежит ряд принципов, изложенных в Приложении 2. Исходными для расчета экономического ущерба, наносимого промышленными выбросами лесным насаждениям, являются следующие данные. - площадь участка, га; - разряд такс; - класс бонитета; - класс товарности древостоя; - возраст главной рубки, лет; - общий запас древесины, м3/га; - породный состав насаждения; - средняя высота деревьев по породам, м; - средний диаметр деревьев по породам, см; - средний возраст древостоя, лет; - класс товарности; - группа леса (и категория защитности), - класс повреждений насаждения; - ставки лесных податей: на древесину, ликвид из крон, древесную зелень, лапы хвойных, ягоды, грибы (Приказ № 173.., 2005;

Приложение к приказу..., 2005); - таблицы хода роста нормальных древостоев (Лесотаксационный справочник, 1973); - товарные таблиц для эталонного древостоя (Лесотаксационный справочник, 1973); - таблицы общего годичного текущего прироста по десятилетиям сомкнутых насаждений (Лесотаксационный справочник, 1973); - показатели массы древесной зелени в сырорастущем состоянии, приходящейся на 1 куб. метр древесного запаса в зависимости от породы, диаметра и разряда высоты (Руководство по учету..., 2003); - показатели массы ликвида из крон, приходящийся на 1 куб. метр стволовой древесины (абсолютно сухой массы) в зависимости от породы и диаметра (Булгаков и др., 1987); - показатели среднегодовой урожайности дикорастущих ягодников и грибов (промыслового значения) в зависимости от типа леса (Указания по лесному семеноводству.., 2000), - коэффициентов корректировки общего годичного текущего прироста по десятилетиям по древесным породам в зависимости от класса их повреждения (Алексеев, Радиальный прирост.., 1993). Утрату наличных запасов древесины на корню на 1 га в результате негативного воздействия определяют как долю утраты первоначального запаса. В этом случае утрату ценности наличного запаса можно выразить формулой: где Уд - ущерб от потери ценности наличного запаса ликвидной древесины на 1 га площади, подвергшейся воздействию, руб.; І- вид группы древесины (по породам), i=l...п п - количество групп товарной древесины по отдельным породам; Р,- потери запаса ликвидной древесины на корню і-ой группы после воздействия, в случае выборки санитарными рубками древесины отпада, %; М, - запас деловой древесины і-той породы без влияния аэропромвыбросов на 1 га, м3; d - таксовая цена за единицу товарной древесины і-той группы, отпускаемой на корню, руб / м .

При оценке наличного запаса на момент оценки ущерба, коэффициент учета фактора времени равен единице. Потери, связанные с утратой древесины от негативного воздействия выбросов на конкретной площади, можно выразить формулой: где Пдр - потери, связанные с утратой древесины, руб.; S - площадь, подвергшаяся антропогенному воздействию, га Поскольку заготовка второстепенных лесных ресурсов (ВЛР) осуществляется одновременно с рубкой дерева, то о потере наличного запаса ВЛР можно говорить относительно деревьев, которые либо утрачены, либо идут в отпад. Методы расчета ценности ВЛР в нормальных древостоях изложены в научно-исследовательской работе под руководством Тришина B.C., 1996 (Отчет о НИР, 1996). В результате же длительного антропогенного воздействия условия жизнедеятельности древостоя меняются. Происходят изменения, вызванные поражением насекомыми, грибными заболеваниями, скоростью поступления в почву элементов питания, воздействием конкурирующей породы, сменой освещенности, полноты и т.д В этих условиях возможны отклонения прироста запаса того или иного вида ресурса ВЛР как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения за оставшийся до возраста рубки период (Мелехов, 1948; Горение..,, 1973). Ущерб от потерь ценности (полной или частичной) наличных запасов второстепенных лесных ресурсов на 1 га в результате антропогенного воздействия может быть выражен формулой

Методика экологического нормирования антропогенных воздействий по реакции древостоев ели европейской

Целью экологического нормирования является определение таких уровней антропогенной нагрузки (загрязнения атмосферы), при которых обеспечивается сохранение в целом лесной экосистемы (Алексеев А.С., Мониторинг..., 2003; Алексеев, Леплинский, 1988). При экологическом нормировании необходимо определение предельно допустимых нагрузок на лесные экосистемы, соответствующих умеренным дозам воздействия и обеспечивающих стабильность основных признаков состояния экосистемы при существенных изменениях второстепенных признаков

Под основными признаками понимаются признаки состояния популяции эдификатора, т.е. древостоев основных лесообразующих пород, под второстепенными - признаки состояния всех остальных видов. В качестве основных признаков состояния лесных экосистем наиболее удобно брать такие характеристики жизнеспособности древостоев основных лесообразующих пород как средний класс повреисдения, характеризуемый величиной индекса состояния или средний радиальный прирост как показатель их продуктивности. Важной задачей при проведении экологического нормирования является достоверная количественная оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха, так как при нормировании необходимо найти такой уровень загрязнения пылью CMC, который не влиял бы на жизненное состояние или радиальный прирост ели европейской. Для определения предельно допустимых норм загрязнения атмосферы (седиментации пыли CMC) использовался метод множественной линейной регрессии (Розенберг, 1984; Кафаров, 1985): в случае, когда f - линейная функция: i=l где у - показатель состояния древостоя; х;- факторы, определяющие его состояние. При анализе таких зависимостей большое значение имеет эластичность показателя состояния древостоя по определяющим его факторам (Алексеев, 1991): эта величина показывает, на сколько процентов изменится показатель состояния при изменении фактора на 1 % Для уравнения связи показателя состояния древостоев и определяющих его факторов обычно используются пакеты прикладных программ Для установления зависимости менаду временем существования древостоев, седиментации пыли CMC на почву, дозой загрязнения прикронного слоя воздуха использовалась специальная математическая модель (Алексеев Экологические основы..., 1985; Алексеев, ЛаЙранд и др., 1986). На ее основе была установлена статистически значимая линейная зависимость между этими характеристиками (Алексеев, Леплинский, 1988): где D - доза загрязнения прикронного слоя воздуха, Т - седиментация пыли CMC на почву, S - время существования древостоя, а и b - параметры, Знание этих линейных зависимостей дает возможность установить нормативную дозу загрязнения прикронного слоя воздуха, основанную на реакции еловых древостоев (Алексеев, Леплинский, 1988). Создание тематических карт пораженной территории вокруг ОАО "Хенкель-ЭРА" основано на применении ГИС-технологий. Использование ГИС дает возможность ответить на некоторые вопросы об имеющихся на анализируемой территории процессах, вызывающих ослабление еловых древостоев под влиянием аэропромвыбросов ОАО "Хенкель-ЭРА". В нашей работе было решено воспользоваться технологиями геоинформационных систем для отображения и дальнейшего анализа собранных материалов, применяя ГИС программу Maplnfo Professional 6.0 как инструмент, обеспечивающий удобное представление пространственных данных и имеющий широкий набор функций для их анализа В качестве исходных данных нами были использованы тематическая и атрибутивная базы данных лесоустройства в форматах программы WinGIS по Саблинскому и Тосненскому лесничествам Лисинского лесхоза-техникума Ленинградской области. Эти материалы были импортированы из программы WinGIS в программу Maplnfo Professional 6.0. Картографические материалы были зарегистрированы в пакете Maplnfo Professional 6.0 в системе географических координат, полученных с топографической карты. Таким образом, положение каждой точки на электронной карте определяется парами координат X и У. Вся база данных ГИС состоит из максимально разделенных картографических и атрибутивных слоев. Полученные картографические произведения с помощью программы Maplnfo по внешнему виду и содержанию очень близки картам. Однако они отличаются от настоящих карт тем, что их содержание ограничено раздельным показом только одной детали картографируемой местности и ее количественных и качественных характеристик.

Это связано с тем, что для решения определенных задач собирались только наиболее важные и интересные сведения. Мелкие, несущественные детали отбрасывались, как затрудняющие чтение карты. Таким образом, объем информации для конкретной карты соответствует во-первых, тематике карты, а во-вторых, психо-физиологическим возможностям наблюдателя. Все созданные картографические слои можно совмещать, с учетом различных требований. Следовательно, появляется реальная возможность представить картографическую информацию любого объема и сложности для последующего анализа, синтеза и представления в виде традиционных карт любых тематик. В нашем случае картой-основой является слой "ситуация". К нему присоединена вся таксационная информация об изучаемом объекте. На карту-основу можно нанести любое количество необходимой информации. Методы картографирования и системы условных знаков позволяют сделать это без каких-либо затруднений. Созданная картографическая база представлена электронной картой, включающей в себя следующие слои: автодороги, гидрография, границы выделов, защитные полосы, лесопарковая часть зеленой зоны, лесохозяйственная часть зеленой зоны, зонирование - 1981 г., зонирование -1993 г., зонирование - 2004 г., зонирование - 2005., канавы, категории защитности, квартальные просеки, лесные дороги, надписи, номер квартала и площадь, особозащитные участки, слой санитарной охраны источников водоснабжения, пробные площади, линии связи, границы земель сельхозформирований, семантика, ситуация.

Похожие диссертации на Анализ состояния древостоев ели европейской и их динамики во времени в условиях антропогенного воздействия с применением ГИС-технологий