1. Назначение аэрокосмических методов исследования ландшафтов

На основе реконструкции динамики очагов в прошлом и анализа их структуры в системе природных территориальных комплексов, по аэрокосмическим изображениям устанавливаются основные природные закономерности размещения очагов наиболее опасных видов насекомых. По этим материалам составляются прогнозные карты массового размножения дендрофагов на территории ландшафтов, что значительно сокращает объем наземных и аэровизуальных исследований. Более подробно эти исследования отображены в работах авторов (Ряполов, 1980. 1996; Ряполов, Ряполова, 1983, 1986). Для детального анализа таежных экосистем, поврежденных насекомыми фитофагами, использован ландшафтно-экологический подход при дешифрировании аэрокосмических снимков. Комплексная оценка повреждаемости ландшафтов сибирским шелкопрядом и черным пихтовым усачом позволила разработать схему ландшафтного дешифрирования аэроснимков и дешифровочные признаки поврежденных древостоев[5].

2. Определение признаков повреждения ландшафтов с помощью аэрокосмических методов

По дешифровочным признакам степени повреждения ландшафтов устанавливаются:

Одним из важных диагностических признаков для обнаружения повреждений, нанесенных насекомыми дендрофагами, является их ландшафтно-экологическая приуроченность в системе природных территориальных комплексов (ПТК). Отличительной особенностью очагов насекомых является их распространение на положительных формах рельефа и, оставшиеся после распада хвойных, древостои из мелколиственных пород (береза, осина).

В зависимости от ландшафтно-экологических условий территорий развития очагов происходит по первичному, вторичному, третичному типу. По цветным снимкам установлено, что различные типы очагов имеют определенную структуру:

1. Четко выраженное ядро очага, где наблюдается максимальная степень повреждения крон.

2. Кайма наползания вокруг центра очага, где степень повреждения меньше.

Для первичных очагов характерны три зоны по интенсивности повреждения, а для вторичных - две. На типологию очагов кроме экологических условий существенно влияют антропогенные факторы.

Анализ различных типов очагов показал, что при ландшафтном дешифрировании патологических изменений древесного полога в качестве физиономичных индикационных признаков можно использовать типы повреждений. Отмечено большое разнообразие типов повреждений в зависимости от структуры ландшафтов и фазы градационного цикла развития насекомых.

Точечный тип повреждений характерен для первичных и вторичных очагов на фазе нарастания численности насекомых дендрофагов. В дальнейшем, с резким нарастанием численности насекомых (фаза максимума численности), точечный тип повреждений переходит в куртинный, а в конце фазы - куртинные очаги смыкаются, образуя область сплошной инвазии. В этот же период происходит и дифференциация очагов по зонам поражения, т.е. очаги можно разделить на 2-3 зоны по степени повреждения, где ядро очага представляет сплошной (локальный) тип повреждения, за ним следует область с куртинным типом повреждения и далее - с точечным. Существенное влияние оказывают миграционные процессы насекомых из первичных очагов, которые усиливают степень повреждения древостоев во вторичных и третичных очагах. Вторичные очаги представляют участки, на которых можно выделить две зоны по типам повреждения - куртинные и точечные. В третичных очагах отмечен точечный тип повреждений.

В зависимости от форм рельефа и расчлененности древостоев имеют место локальные, мозаичные и концентрированные типы повреждений. Участки с локальным типом характерны для очагов на средне и сильнорасчлененных территориях, а также в насаждениях, подвергавшихся антропогенному воздействию. Мозаичный тип повреждений приурочен к слаборасчлененным и бугристым поверхностям мезорельефа. На водораздельных пространствах высоких равнин, с относительно однородными формами рельефа и условиями произрастания древостоев, представлен концентрированный тип повреждений.

Таким образом, типы повреждений представляют портретную характеристику очагов в зависимости от фазы градационного цикла развития насекомых и ландшафтно-экологических условий территорий.

Наземными исследованиями установлено, что при слабой степени повреждения темнохвойных древостоев (до 30% крон), насаждения полностью восстанавливают фитомассу. При средней степени дефолиации (30-70%) наблюдается частичное усыхание древостоев, а при сильной (70-100% ) - насаждения усыхают полностью.

Лесоводственно-таксационные характеристики поврежденных сибирским шелкопрядом древостоев показали, что наиболее сильно повреждаются чистые пихтовые древостои с небольшим присутствием лиственных пород. Значительную долю участия ели в составе древесного полога следует рассматривать как индикатор малоблагоприятных условий для размножения дендрофагов. Интенсивно повреждаются участки леса с полнотой 0,4-0,7; VI-VIII классов возраста, низкотравной и зеленомошной групп типов леса; II-III класса бонитета. Сходные лесоводственно-таксационные характеристики отмечены и в очагах черного пихтового усача.

Дешифрирование аэрокосмоснимков разных лет съемки позволяет выявлять закономерности послевспышечного состояния лесов и характер динамики очагов на протяжении длительного периода. Многократные пожары в очагах дендрофагов создают специфические условия лесовозобновления и на десятилетия затягивают процесс восстановления коренных хвойных пород на данной территории. В то же время, часть этих площадей может эффективно использоваться для сельскохозяйственных целей.

Но особенно актуален вопрос по использованию усыхающей древесины в свежих очагах насекомых дендрофагов, с целью смягчения последствий вспышек массовых размножений. Установлено, что за последние 50 лет в районах приенисейской Сибири поврежденные древостои использовались для нужд народного хозяйства всего на 0,1 % от всей площади погибших лесов. В то же время, пожары в очагах значительно увеличивают площади, отнесенные к категории не покрытые лесом.

Динамика поврежденных лесов представляет последовательные этапы лесовосстановительного процесса, в результате чего в очагах насекомых дендрофагов возникают близкие к прежним экологические условия (VI-VII стадии лесовосстановительного процесса) и в них вновь формируются очаги.

Наиболее благоприятными элементами ландшафта для массового размножения сибирского шелкопряда являются плакоры и пологие склоны высоких равнин на лессовидных суглинках, перекрытые чехлом тяжелосуглинистых пород. На этих поверхностях формируются темнохвойные леса с преобладанием в древесном пологе пихты сибирской. В пределах этих двух классов урочищ очаги сибирского шелкопряда занимают около 82 % от всей площади распространения, что позволяет отнести их к районам экологического оптимума дендрофага.

На исследованные территории производится пространственно-временное и математическое моделирование ключевых участков с целью определения количественных параметров для наземных лесоэнтомологических обследований. Выделяются места первичной локализации насекомых дендрофагов и, с учетом динамики их численности, осуществляется ежегодный контроль за степенью повреждения древостоев с помощью цветных аэрокосмоснимков[6].

Заключение

Системный подход к исследованию динамики повреждаемости лесов, начиная с районов массовых размножений и до детальной оценки структуры природных очагов, позволяет в обратном порядке контролировать динамику численности насекомых и повреждаемость насаждений. Таким образом, представленная технология согласуется с основным законом кибернетики - наличие прямых и обратных связей, поэтому является наиболее эффективным решением данной проблемы.

Расчеты показывают, что дистанционны методы лесопатологического мониторинга позволяют в десятки раз сократить затраты на проведение лесоохранных мероприятий.