Мониторинг лесных экосистем

Лес – это одна из сложнейших открытых экосистем, которая обладает изменчивостью ландшафта и географического положения, подвижным состоянием и долгой жизнью деревьев. Ее открытость означает, что у нее есть вход (энергия солнца и выпавшие осадки) и выход (животные, растения, древесина, место для отдыха человека).

Мониторинг лесных экосистем является системой наблюдений и оценки различных влияний на лесные экосистемы. К таким влияниям относятся загрязнение лесов, лесные пожары, наличие вредителей, ошибки хозяйственной деятельности людей в лесу.

Мониторинг леса выявляет уровень лесных повреждений, изучает причины и следствия ухудшения состояния растений лесов, помогает в решении задач устройства лесов, управляет и контролирует ресурсы лесов.

Главной целью проведения мониторинга леса является обеспечение органов, управляющих лесным хозяйством, достоверной и оперативной информацией о состоянии лесных экосистем и всех переменах в фонде леса.

В нашей стране программу мониторинга леса рассматривает и утверждает Министерство природных ресурсов России.

Задачи мониторинга лесов

Мониторинг должен решать основные задачи:

• изучать земель лесов и создавать их карты (обновлять кадастр ресурсов лесов);
• предотвращать возникновение лесных пожаров;
• оценивать состояние экосистем леса с санитарной точки зрения;
• контролировать использование лесных ресурсов и других видов хозяйственных работ людей в лесу;
• учет разных изменений в лесах, которые происходят по естественным причинам либо под влиянием деятельности людей.

Уровни мониторинга

Действенность мониторинга лесов будет зависеть от наблюдений за окружающей средой на глобальном, национальный, региональном и локальном уровнях.

На локальном уровне выполняют:

• поиск и обработку информации по ресурсам леса и социальным характеристикам леса;
• оценку качества хозяйственных работ в лесу, ресурсно-экологическую и кадастровую оценку;
• учет изменений, актуальность учетной информации, прогнозирование состояния экологической системы леса.

Главном источником информации для мониторинга локального уровня является сеть постоянных маршрутов и пробных территорий, которые закладываются надолго, где по одному методу и регулярно проводят сбор нужной информации. Такую информацию дополняют гидрометеослужбы и данные, которые получили после проведения учета фонда леса.

Региональный мониторинг выполняет несколько функций:

• интегрирование информации мониторинга локального уровня, обеспечение информацией особых видов мониторинга;
• обобщение оценки лесного состояния, оценивание оптимальности ведения лесного хозяйства и инфраструктуры природы, выявление экологического каркаса лесной площади;
• анализ подвижности фонда леса и лесного состояния, учет происходящих изменений, разработка и прогнозирование подвижности регионального фонда леса.

Глобальный мониторинг предназначен для получения информации о лесных экосистемах всей планеты, он по-другому называется мировым либо международным и входит в систему взаимоотношений между странами.

Национальный уровень мониторинга имеет функционально-технологическую структуру, в которую вошли: предприятия лесоустройства, служба лесопатологического контроля, специальные станции и предприятия, защищающие леса, институты, осуществляющие научно-исследовательскую деятельность, высшие учебные заведения.

Виды мониторинга лесов

Различают следующие виды мониторинга лесов:

1. Мониторинг лесных пожаров выполняют при помощи анализирования, оценивания и прогнозирования возникновения пожара в лесу, анализируются также профилактические работы, методы обнаружения и тушения очагов возгорания в лесу, оцениваются последствия пожаров в лесу и результаты работы лесной противопожарной охраны.
2. Санитарно-лесопатологический мониторинг дает возможность выявить на ранней стадии неблагополучное состояние растений в лесу, оценить и спрогнозировать экологически неблагоприятные случаи в лесу. Объектами данного мониторинга являются лесные участки-эталоны, некоторые виды насекомых, которые показывают перемены в экосистемах леса, заболевания лесов, которые имеют способность развиваться на значительных территориях и вредить экосистемам. Все полученные данные применяется, чтобы принять верное решение и провести качественные действия, защищающие лес и всю природу.
3. Мониторинг ресурсов леса и земель фонда леса предназначен для нахождения причин уменьшения лесных ресурсов, перемен в структуре земель фонда леса, ненормальных изменений естественного развития экосистем леса.
4. Мониторинг хозяйственной деятельности человека в лесу.
5. Мониторинг тех лесов, которые еще мало освоены.
6. Мониторинг лесов в соответствии с программами и соглашениями между разными странами.

Способы мониторинга леса

Способами мониторинга лесов являются:

• авиационный мониторинг;
• наземный мониторинг;
• спутниковый (космический) мониторинг.

Рассмотрим данные способы мониторинга леса подробнее.

Авиационный мониторинг выполняют при помощи неконтактной съемки с различных летательных воздушных аппаратов (парящие воздушные шары, вертолеты, самолеты), которые не могут подниматься на космическую высоту (главным образом из границы тропосферы). Его осуществляют для проведения лесной инвентаризации; выявления лесной территории, на которой происходит пожар либо которую поразили вредители или загрязнения промышленности. Данный способ мониторинга ориентируется на локальные и региональные явления.

Наземный мониторинг отслеживает состояние леса с помощью вышек, камер видео слежения с наблюдением и наземного транспорта. На вышки устанавливают как видеокамеры, так и особые камеры с датчиками инфракрасного излучения, работающие автоматически круглые сутки. Вся информация, которую зафиксируют такие устройства, передастся в специальный пункт диспетчеру, который затем ее обработает. Этот способ мониторинга эффективен в том случае, если есть возможность создать достаточное число точек для проведения наблюдений, которые можно обеспечить бесперебойной электрической энергией.

В качестве наземного мониторинга используют биологические индикаторы, которые основываются на узкой приспособленности живых существ к определенным факторам окружающей среды (как биотическим, так и абиотическим).

Биоиндикаторы имеют следующие преимущества:

• дают возможность сократить либо исключить применение дорогих и трудоемких физико-химических способов анализирования;
• они интегрируют значимые с биологической точки зрения загрязняющие эффекты;
• дают возможность определять скорость перемен, а также места скопления и путь продвижения в экосистемах разных вредных веществ;
• дают возможность сделать вывод о том, насколько опасны для живых организмов определенные вещества.

Спутниковый (космический) мониторинг нужен для быстрой оценки пожарной, метерологической, санитарно-лесопатологической ситуации в лесу. Он выполняется при помощи космических средств наблюдения и дает возможность получить представление об отдельных изменениях на больших лесных территориях, которые нельзя выявить другими способами мониторинга.

Снимок в инфракрасном диапазоне со спутника передается на аналитическую станцию, которая находится на Земле. Обрабатывают полученные данные по блокам (блок лесных пожаров, санитарно-лесопатологический лесной блок, лесовосстановительный блок). К примеру, разность температуры земной поверхности и температуры участка, охваченного пожаром, позволяет определить его место нахождения.

С помощью этого способа мониторинга на карте можно увидеть контуры пожара. Информация сохраняется в базах данных, чтобы в дальнейшем производить статистический анализ и делать прогнозы.

Преимуществом данного способа мониторинга относится автоматизация процедуры получения информации, дистанционность, способность слежения за любым участком земной поверхности, доступность данных, невысокая стоимость проведения мониторинга.

Недостатком спутникового мониторинга является большая площадь наименьшего обнаруживаемого пожара, малый период получения информации, большая зависимость от погоды. К примеру, если сильный ветер, то выявление маленького лесного пожара произойдет с опозданием примерно на 4 часа, из-за чего последствия будут тяжелее и потушить пожар будет стоить дороже.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод: мониторинг леса выполняется различными способами и имеет важное значения для сохранения лесных экосистем.