РЕЗУЛЬТАТЫ

Карта наземных экосистем

Создана актуальная тематическая карта лесных и прочих наземных экосистем на территорию Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей на основе спутниковых данных Landsat. Использован метод восстановления мультивременных серий спутниковых изображений высокого пространственного разрешения, чтобы компенсировать нехватку безоблачных разносезонных наблюдений в течение года для всей территории исследования.

На основе восстановленных измерений и информации о рельефе местности проведена объектно-ориентированная тематическая классификация. Общая точность тематической классификации составила 90,8 % (каппа 0,89), что можно интерпретировать как высокую степень соответствия полученной карты контрольным данным. Оценка точности была произведена с использованием выбранных случайным образом 400 контрольных точек.

На территориях Якшинского и Курьинского участковых лесничеств отсутствуют классы горных лесов и тундры, а класс луговой растительности представлен в незначительном объёме, поэтому оценка точности здесь проводилась только на основе восьми классов.

Для территории Печоро-Илычского заповедника было выполнено пространственное попиксельное сопоставление полученной карты с Картой 2014 г. Совпадение соответствующих тематических классов двух карт было отмечено для 84,6 % территории. Наибольшие расхождения выявлены для классов смешанных лесов и луговой растительности, что может быть следствием применения объектно-ориентированного подхода, когда мозаично расположенные пиксели различных классов выделяются как единый сегмент. При классификации такие сегменты могут быть отнесены как к одному из слагающих его классов, так и к производному от них смешанному классу.

Полученная карта наземных экосистем предназначена для дальнейшего использования в качестве исходных данных при картографировании пожарных режимов исследуемой территории.

Исторические и современные пожарные режимы 

В результате применения метода картографирования пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне были получены карты современных и исторических пожарных режимов Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей. На территории Курьинского и Якшинского участковых лесничеств пожарные режимы были определены только для тех пространственных единиц, в границах которых имеются данные дендрохронологической реконструкции пожаров (Drobyshev et al., 2004). Созданные карты отразили территориальную неоднородность исторических и современных пожарных режимов в пределах региона исследования.

В исторический интервал большинству пространственных единиц характерны I (период повторяемости пожаров 0-35 лет, степень повреждения низкая или средняя) и III (36-200 лет, низкая или средняя) классы пожарного режима за исключением горной части заповедника. Так, I класс наблюдается на территории заповедника, расположенной в непосредственной близости к реке Илыч. Здесь отмечается высокая периодичность пожаров (0-35 лет), что обусловлено главным образом антропогенным фактором, поскольку река Илыч являлась важной транспортной магистралью.

Влияние человека оказывало большое значение на периодичность пожаров ввиду отсутствия природоохранного режима – заповедный статус Печоро-Илычский заповедник получил лишь в 1930 году. Большая часть пространственных единиц предгорного района характеризуется III классом пожарного режима, что указывает на достаточно длинный период повторяемости пожаров (36-200 лет) без смены породного состава. В горной части заповедника пожары происходили крайне редко и лишь в пределах нескольких пространственных единиц, поэтому для них характерен V класс пожарного режима (период повторяемости пожаров более 200 лет, смена породного состава, любая степень повреждения).

Длинный период повторяемости пожаров горной части (более 200 лет) обусловлен как природными, главным образом климатическими и орографическими особенностями, так и антропогенным фактором – труднодоступностью территорий для населения. На значительной территории Якшинского участкового лесничества определяется I класс пожарного режима ввиду преобладания в растительном покрове особенно уязвимых к воздействию низовых пожаров в засушливые годы сосновых боров.

В современный интервал для большей части исследуемой территории характерен V класс пожарного режима, что во многом обусловлено отсутствием хозяйственной деятельности с момента присвоения заповедного статуса. Обращает на себя внимание, что территории, примыкающие к пойме реки Илыч, для которых в исторический интервал был характерен I класс пожарного режима, перешли в V. Можно выдвинуть предположение о значительном снижении пирогенного фактора в развитии лесных экосистем на этой территории. Пространственные единицы, расположенные вне заповедной территории, также перешли в V класс. Для предгорной части заповедника по сравнению с историческим интервалом не произошло существенных изменений пожарных режимов – преобладает III класс. Кроме того, лишь для двух пространственных единиц, расположенных в северной и юго-западной частях заповедника в разных природных условиях, характерен I класс пожарного режима. Короткий период повторяемости пожаров юго-западного участка объясняется преобладанием сосны в древостое на его территории.

Анализ исторических пожарных режимов показал преобладание на большей части территории периода повторяемости пожаров до 200 лет с низкой или смешанной степенью повреждения. Исключением является горная часть Печоро-Илычского заповедника с длинным периодом повторяемости пожаров. Современные пожарные режимы как заповедной территории, так и исследуемых участковых лесничеств характеризуются длинными периодами повторяемости пожаров. Изменения пожарных режимов во многом имеют антропогенную причину – с присвоением территории заповедного статуса влияние хозяйственной деятельности исключается, что повлияло на увеличение периодов повторяемости пожаров. Помимо этого, увеличение периодов повторяемости пожаров на территории участковых лесничеств может свидетельствовать о своевременном обнаружении и тушении очагов лесных пожаров службой авиационной охраны лесов.

Отклонения современных пожарных режимов от исторических

(по частоте возникновения пожаров)

Анализ отклонений современных пожарных режимов от исторических значений показал, что значительные изменения частоты возникновения пожаров произошли на территориях, расположенных в предгорной части заповедника в непосредственной близости к реке Илыч, а также на большой части Якшинского и северной части Курьинского участковых лесничеств. Следует заметить, что указанные отклонения произошли в сторону уменьшения частоты возникновения пожаров, что может отразиться на биоразнообразии растительности. Согласно наблюдениям отечественных ученых при отсутствии пожаров на исследуемой территории будут господствовать темнохвойные леса, а луговая флора будет постепенно сокращаться, что приведет к некоторому снижению разнообразия растительного покрова (Смирнова и др., 2015). Горные территории заповедника оказались мало подвержены изменениям пожарного режима.

Оценка класса состояния пожарного режима и потенциальных рисков для экосистем показала, что современные пожарные режимы большей части исследованной территории находятся в пределах их исторических значений, следовательно, риски потери ключевых компонентов экосистем минимальны.

Пожарные циклы Печоро-Илычского заповедника

В результате проведенного исследования созданы карты пожарных циклов на Уральскую часть Печоро-Илычского заповедника для четырех временных периодов: 1850-1899, 1900-1951, 1952-1999, 2000-2014. Полученные карты позволяют проследить динамику и выявить изменения в пожарных циклах за 150 последних лет.

Во второй половине XIX века (период 1850-1899 гг.) воздействию огня были подвержены южные территории заповедника, для которых пожарные циклы составляли в основном менее 5 000 лет. Наиболее существенное пирогенное воздействие отмечено на территориях, расположенных в непосредственной близости к судоходной части реки Илыч, которая в исследуемый период являлась важной транспортной магистралью. Пожарный цикл таких территорий значительно сократился (менее 500 лет).

В первой половине XX века (период 1900-1951 гг.) происходит перераспределение пожарных циклов в южной части заповедника. Сохраняется большое значение влияния человека на их длительность – природоохранный режим Печоро-Илычский заповедник получил лишь в 1930 году. Отмечается сокращение пожарных циклов для ряда пространственных единиц на юге заповедника до 500 лет, в то же время часть территории наоборот прекращает гореть и циклы превышают 10 000 летний период. При этом пожары усиливаются в северной части предгорного района, что приводит к сокращению пожарных циклов с 10 000 лет до 5 000 и менее. По-прежнему в горной части заповедника пожары происходят крайне редко, поэтому для этой территории сохраняется длинный пожарный цикл (более 10 000 лет), что обусловлено как природными, главным образом климатическими и орографическими особенностями, так и антропогенным фактором – труднодоступностью территорий для населения.

Со второй половины XX века (период 1952-1999 гг.), когда леса содержатся в режиме особо охраняемых территорий, южная часть заповедника практически перестает гореть и пожарные циклы превышают 10 000 лет. Но при этом пожарная активность наблюдается в северной части предгорного района и, как следствие, происходит сокращение пожарных циклов до 500 лет. В границах пространственных единиц, примыкающих к пойме реки Илыч, для которых в предыдущие периоды был характерен короткий пожарный цикл, происходит его существенное удлинение. Можно выдвинуть предположение о значительном снижении пирогенного фактора в развитии лесных экосистем на этой территории.

Обращает на себя внимание, что во всех проанализированных выше периодах для пространственных единиц, расположенных у юго-западной границы заповедника, характерен более короткий пожарный цикл (менее 5 000 лет). Выявленную особенность можно объяснить преобладанием сосновых лесов на этой территории (Гаврилюк и др., 2018). Как известно, в ходе эволюции экология, популяционный и жизненный циклы сосны оказались тесно связаны с лесными пожарами, периодичность возникновения которых варьируется в интервале от 40 до 400 лет (Ильчуков, Торлопова, 2004).

В начале XXI века (период 2000-2014 гг.) Уральская часть заповедника не испытывала значительной пожарной нагрузки, что характеризует его статус и высокий уровень противопожарной охраны территории. На большей части пространственных единиц пожарные циклы составляют более 10 000 лет. По данным об очагах пожаров, обнаруженных авиационными и наземными способами мониторинга, в этот период произошло только два крупных пожара площадью более 1 000 га. Оба пожара произошли в 2000 году на территории одной пространственной единицы, расположенной в северо-западной части заповедника. Поэтому выполненные расчеты пожарного цикла показали его длительность менее 500 лет. Сокращение пожарных циклов отдельных единиц вызвано произошедшими в этот период пожарами малой площади.

В горном районе заповедника на территории одной пространственной единицы пожарный цикл значительно короче окружающих (501-1 000 лет). Согласно данным об очагах пожаров, обнаруженных авиационными и наземными способами мониторинга, на территории указанной пространственной единицы в 2010 году произошел лесной пожар, поэтому пожарный цикл сократился.