ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2011, № 5, с. 3-11
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 630.18:556.56(470)
ОЦЕНКА ПЛОЩАДИ БОЛОТНЫХ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ РОССИИ*
© 2011 г. С. Э. Вомперский, А. А. Сирин, А. А. Сальников, О. П. Цыганова, Н. А. Валяева
Институт лесоведения РАН 143030 Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл. E-mail: root@ilan.ras.ru Поступила в редакцию 24.04.2011 г.
На базе геоинформационной системы "Болотные экосистемы России" Института лесоведения РАН и Карты лесов России (2004) проведена оценка облесенности болот (139 млн. га) и заболоченных мелкооторфованных земель страны (230 млн. га). Древесная растительность присутствует на 38% площади болот, из которых больше половины (21%) - редины; лесами (лесными болотами) являются только 17% (24 млн. га). Преобладающая часть болот (более 62%) - открытые. Более половины заболоченных мелкооторфованных местообитаний также являются безлесными, примерно поровну (23 и 24%) приходится на леса и редколесья.
Болота, заболоченные земли, облесенность, леса, редколесья.
Болота - одни из наиболее представленных на территории России экосистем. По разным оценкам они занимают более 8% [2, 3, 5, 8, 16, 20, 23 и др.], а вместе с мелкооторфованными заболоченными землями (мощность торфа менее 30 см), с которыми они экологически близки и от которых пространственно трудно отделимы - более 1/5 территории страны [3-5]. Россия представляет более трети болот мира [21] и, благодаря разнообразию географических условий, широкий спектр их природных вариантов.
Благодаря уникальным свойствам, выраженным прежде всего в наличии торфяной залежи, болота и заболоченные земли играют важную (нередко ключевую) роль в поддержании природных процессов на местном, региональном и глобальном уровнях, в регулировании круговорота воды, углерода и других природных компонентов. Торфяная залежь является важнейшим на суше резервуаром долговременного стока атмосферного углерода, смягчая "парниковый эффект". Болота и заболоченные земли - источник парниковых газов, диапазон эмиссии которых изменяется на порядки в зависимости от природных характеристик, географического положения и степени трансформа-
* Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН "Биологическое разнообразие".
ции человеком этих ландшафтов. Болота и заболоченные земли представляют широкий спектр местообитаний, способствующих сохранению биологического разнообразия в условиях изменения природной среды и воздействия человека [17, 18]. Распределение и характер заболоченности -существенный фактор, определяющий специфику землепользования, развития инфраструктуры, ведения лесного и сельского хозяйства, других аспектов социально-экономического развития.
Болота, вклад которых в поддержание биоразнообразия и регулирования природных процессов очевиден, никогда не были объектом инвентаризации как экосистемы. Существующие отраслевые подходы рассматривают их утилитарно, как специфический объект природопользования (добычи торфа, ведения лесного хозяйства и пр.) [16]. Тематическое картографирование болот также отдает приоритет тем или иным отдельным чертам, например, растительности. Отсутствует согласованность даже в таких базовых оценках болот, как общая площадь на территории страны, не говоря о разнообразии, распространении и других показателях. Имеются разногласия между отраслями, научными направлениями и школами. Существует взгляд на необязательность наличия торфяной залежи у болот, и для исключения разночтений было предложено использовать термин "торфяное болото" [13]. В лесном и сельском хозяйстве
к заболоченным землям часто относят неотор-фованные площади с избыточно-увлажненными минеральными почвами. В наших работах мы основываемся на нормативно закрепленном определении понятия "болото" [7] и считаем наличие торфяного слоя неотъемлемым свойством болот и заболоченных земель. Их можно разделить по наиболее используемому количественному критерию, в основе которого лежит экологическое обоснование - приуроченность основной части сосущих корней растений к собственно болотной почве: глубине торфа более или менее 30 см.
В то же время широкое разнообразие болот, перекрытие их спектральных характеристик и других индикационных показателей с другими угодьями не вселяет больших надежд на получение однозначной информации при использовании космической съемки, особенно для лесных и залесенных болот, широко представленных на территории нашей страны. Реальная перспектива - кропотливая, рутинная и трудоемкая работа по совмещению и интегрированному анализу всего комплекса имеющейся пространственной информации по торфяным болотам с использованием ГИС-технологий. Это позволяет максимально полно использовать узко ориентированную (отраслевую, научную) и пространственно неоднородную (например, региональные карты и другие данные) информацию.
Для решения этих задач в Институте лесоведения РАН была создана максимально "прозрачная" карта размещения болот разной глубины и развивается ГИС "Болотные экосистемы России", направленная на интеграцию существующей разносторонней информации по болотным экосистемам. Долговременная цель работы - развитие информационной базы для решения комплексных задач по анализу биоразнообразия болот и заболоченных земель Российской Федерации и оценки его прикладного значения в условиях изменения природной среды и воздействия человека.
Отрывочны и противоречивы данные о типологическом разнообразии болот и такой важной характеристике, как степень распространения на них древесной растительности. Имеющаяся информация о площадях безлесных и покрытых лесной растительностью болот ограничена территорией Государственного лесного фонда и ориентирована на задачи лесного хозяйства [6, 15]. Общих оценок соотношения лесных и открытых болот в стране до настоящего времени не было.
В настоящей работе площади лесов, отображенные на Карте лесов России [11], сопоставлялись с площадями оторфованных земель, контуры которых соответствуют Почвенной карте РСФСР [14] и использованы нами при подготовке карт
[5], а позже - в оцифрованном виде в процессе создания ГИС "Болотные экосистемы России" [4]. Под понятием болотные и заболоченные леса в большинстве стран понимаются леса, учитываемые как экономически оправданные для лесозаготовок, в России обычно - продуктивностью не ниже Va класса бонитета. Это приблизительно соответствует и экосистемному подходу при разделении лесов и болот.
В данной работе рассмотрены аспекты методики и основные результаты оценки облесенности болот и заболоченных земель.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Анализ облесенности болот и заболоченных местообитаний проводился на базе ГИС "Болотные экосистемы России", созданной исходно в среде MapViewer (Golden Software Inc.) и совместимой для обработки и анализа информации с различными широко используемыми пакетами, такими как ArcGIS и MapInfo. ГИС рассчитана на картографическое представление данных в масштабе Российской Федерации и включает, помимо географической основы, различные постоянно пополняемые слои тематического содержания, касающегося болот и заболоченных земель в стране. Для визуализации используется коническая проекция с параметрами, оптимизированными для компоновки картографического изображения.
В основу информации о распространении болот и заболоченных земель была положена Почвенная карта РСФСР [14] масштаба 1:2 500 000, на основе которой ранее были получены оценки масштабов распространения заболоченных органогенных почв и болот России, запасов в них углерода [3, 5]. В дальнейшем на ее основе были созданы слои ГИС для оценки распространения основных групп типов болотных экосистем и заболоченных местообитаний [4].
Для создания исходной информационной базы [3] были использованы данные о распространении 53 генетических видов, типов и групп болотных, торфяных и торфянистых почв, а также почвенных комплексов с участием болотных почв при слое торфа мощностью 10 см и более. Они были сведены к пространственным единицам, определяемым регулярной сеткой 1^2° по широте и долготе. Выбор такого пространственного разрешения был определен задачами оценки общих масштабов распространения болот в России для анализа их биосферной роли, в первую очередь, в депонировании углерода, и большим объемом ручной обработки картографических материа-
Рис 1. Распространение болот (мощность торфа >30 см) (1) и заболоченных мелкооторфованных земель (мощность торфа <30 см) (2) на территории России.
лов при слабом развитии ГИС-технологий начала 1990-х годов.
Данная пространственная реализация стала основным ограничением по интегрированию и совмещенному анализу существующих отраслевых, научных и других данных, характеризующих болота и заболоченные земли. Для перехода от пространственной привязки к трапециям географических координат к непрерывному картографическому изображению был использован цифровой вариант указанной выше карты, созданный в Институте почвоведения им. В.В. Докучаева. В ГИС "Болотные экосистемы России" было интегрировано более 50 новых слоев болотных и оторфованных почв и комплексов, индицирующих различные типы болотных экосистем и заболоченных угодий. Проведены сравнение и верификация данных по распространению основных выделенных ранее групп типов болотных экосистем, показавших совпадение ранее полученных и новых, методологически более формализованных данных. Некоторые уточнения были обусловлены техническими искажениями при печати карты на твердой основе, а также корректировкой проекции и привязки карты.
Полное обновление базовых слоев ГИС принципиально повысило уровень пространствен-
ного представления болотных экосистем и заболоченных местообитаний (рис. 1) по данным распространения торфяных и торфянистых почв и почвенных комплексов. Это обеспечило и качественно изменило возможности совмещения и интегрированного анализа всего комплекса имеющейся пространственной информации по торфяным болотам с использованием ГИС-техноло-гий, позволило максимально полно использовать узко ориентированную (отраслевую, научную), пространственно неоднородную информацию (региональные карты и др.)
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.