Разработка методологии динамического картографирования пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне

 
Проект поддержан фондом РФФИ (проект № 17-05-00300)

Пожарный режим – исторически сложившийся процесс, определяющий условия возникновения, распространения и развития пожаров и их длительно-временные последствия в экосистемах лесного ландшафта (Валендик, Иванова, 2001).

 

WEB-ГИС

 

О ПРОЕКТЕ

Цель:

Изучить и разработать методологию динамического геоинформационного картографирования пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне для обеспечения рационального природопользования лесных регионов России.

Задачи:
  1. Разработка метода определения исторических пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне с привлечением архивных данных о пожарах на примере тестовой территории – Печоро-Илычского государственного биосферного заповедника и его окрестностей (Якшинское участковое лесничество), расположенных в Республике Коми на западном склоне Северного Урала;
  2. Разработка метода определения современных пожарных режимов локального уровня по данным о пожарах, детектированных авиационными и наземными способами мониторинга, с привлечением карт наземных экосистем, созданных по спутниковым данным;
  3. Создание и сравнительный анализ карт исторических и современных пожарных режимов лесных экосистем тестовой территории с использованием разработанных в рамках предложенного проекта методов;
  4. Создание WEB-ГИС пожарных режимов лесных экосистем локального уровня.

Исследуемая территорияПечоро-Илычский заповедник является важным природным резерватом и входит в список природного наследия ЮНЕСКО. Территория заповедника представлена двумя участками – Уральский горный и Якшинский. Расположение территории на стыке двух физико-географических стран (Русской равнины и Уральской горной страны) обуславливает высокое разнообразие природных ландшафтов. На исследуемой территории проходит граница подзон средней и северной тайги, берут начало реки крупнейших речных бассейнов – Печоры, Волги, Северной Двины и Оби. В геоморфологическом и ландшафтном плане территорию разделяют на три контрастных района с запада на восток: равнинный, предгорный и горный. 

В растительном покрове (! Здесь также планируется ссылка, кликая которую открывается карта растительности) исследуемой территории представлены темнохвойные (ель сибирская, пихта) и светлохвойные (сосна), а также болотные экосистемы. Встречаются вторичные мелколиственные (береза, осина) и смешанные леса, представляющие разные стадии пирогенных сукцессий. На вершинах гор распространены горные тундры и гольцы Северного Урала. В долинах рек Печоры, Илыча и их многочисленных притоков развиты сообщества лугов. 

 

Плотникова А.С.,  Харитонова А.О. Динамическое картографирование пожарных циклов Печоро-Илычского заповедника // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020.  В печати.

Харитонова А.О., Плотникова А.С., Ершов Д.В. Современные и исторические пожарные режимы Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей // Вопросы лесной науки. 2019. Т 2. № 3. С. 1-17. DOI: 10.31509/2658-607x-2019-2-3-1-17.

Plotnikova A.S., Kharitonova A.O. Identification of drainage basin borders at local spatial scale // Forest Science Issues. 2019. Vol. 2, No. 2, pp. 1-8. DOI: 10.31509/2658-607x-2019-2-2-1-8.

Плотникова А.С., Харитонова А.О., Ершов Д.В. Методология динамического геоинформационного картографирования пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне // АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛЕСОВЕДЕНИИ, ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЭКОЛОГИИ: Доклады VII Всероссийской конференции (Москва, 22-24 апреля 2019 г.) – М.: ЦЭПЛ РАН, 2019 г. С. 148-150.

Харитонова А.О., Плотникова А.С., Ершов Д.В. Современные и исторические пожарные режимы Печоро-Илычского заповедника и окрестностей // АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛЕСОВЕДЕНИИ, ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЭКОЛОГИИ: Доклады VII Всероссийской конференции (Москва, 22-24 апреля 2019 г.) – М.: ЦЭПЛ РАН, 2019 г. С. 168-170.

Гаврилюк Е.А., Плотникова А., Плотников Д.Е. Картографирование наземных экосистем Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей на основе восстановленных мультивременных спутниковых данных Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т.15. №5. С.141–153. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-5-141-153.

Плотникова А.С., Ершов Д.В., Харитонова А.О. Использование пространственных данных для определения пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне // Сборник статей по итогам научно-технических конференций. ‒ Выпуск 9. – М.: МИИГАиК, 2018 / Приложение к журналу Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка» С. 118-120.

Плотникова А.С., Харитонова А.О. Выделение границ водосборных бассейнов рек на локальном пространственном уровне // Вопросы лесной науки. 2018. Т 1. № 1. С. 1-10. DOI:10.31509/2658-607x-2018-1-1-1-10.

Гаврилюк Е.А., Плотникова А.С., Плотников Д.Е. Картографирование наземных экосистем Печоро-Илычского заповедника и его окрестностей на основе восстановленных мультивременных спутниковых данных LANDSAT // В сборнике: Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли. Материалы V Международной научной конференции. Сибирский федеральный университет, Институт космических и информационных технологий. 2018. С. 87-91.

Плотникова А.С., Харитонова А.О., Ершов Д.В. Метод определения пожарных режимов лесных экосистем на локальном уровне // Научные основы устойчивого управления лесами: Материалы Всероссийской научной конференции. – М.: ЦЭПЛ РАН, 2018. С. 88-89.

Плотникова А.С., Харитонова А.О. Динамическое картографирование пожарных циклов лесных экосистем на территории Печоро-Илычского заповедника // Шестнадцатая Всероссийская открытая конференция “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”. Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга. 2018. С. 428.

Плотникова А.С., Ершов Д.В., Харитонова А.О. Использование ГИС-технологий при картографировании пожарных режимов лесных экосистем Печоро-Илычского заповедника // Геодезия, картография, геоинформатика и кадастры. От идеи до внедрения. Сб. материалов II междунар. Науч.-практ. конф. 08-10 ноября 2017 г., Санкт-Петербург / Науч.ред. О.А. Лазебник. – СПб.: Политехника, 2017. С. 464-470.

Плотникова А.С., Ершов Д.В., Харитонова А.О., Бурцева В.С. Построение и использование границ бассейнов рек при картографировании пожарных режимов лесных экосистем Печоро-Илычского заповедника // Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”. Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга. 2017. С. 384.

 

 

ДАННЫЕ

 

МЕТОДЫ

Определение пожарных режимов было проведено с привлечением классификации LANDFIRE (Landscape Fire and Resource Management Planning Tools). Классификация выделяет пять классов пожарных режимов в зависимости от периода повторяемости пожаров (0-35 лет; 36-200 лет; более 200 лет) и степени повреждения растительного покрова (низкая, средняя, высокая) (Barrett et al., 2010). Период исследования делится на два интервала – исторический и современный. Приведенные в таблице1 временные рамки интервалов оценки повторяемости пожаров определены исходными данными о пирологической истории исследуемой территории. 

В соответствии с методикой LANDFIRE для каждой пространственной единицы сначала определяется период повторяемости пожаров исторического интервала как среднее число лет между пожарами. Затем вычисляется средняя ежегодно пройденная огнем площадь за исторический интервал через отношение площади пространственной единицы к периоду повторяемости пожаров исторического интервала. Далее проводится оценка средней ежегодной пройденной огнем площади за современный интервал как отношение пройденной огнем площади пространственной единицы за современный интервал к числу лет в этом интервале.
Проведенные вычисления позволяют найти корректирующий коэффициент – отношение средней ежегодной пройденной огнем площади за исторический интервал к средней ежегодной пройденной огнем площади за современный интервал. В заключении определяется современный период повторяемости пожаров как произведение периода повторяемости пожаров исторического интервала на корректирующий коэффициент. 
Для определения преобладающей на территории пространственной единицы степени повреждения были использованы данные об очагах пожаров, детектированных авиационными и наземными способами мониторинга (Лупян и др., 2013). Так, в границах пространственных единиц была вычислена суммарная площадь пожаров верхового и низового типов горения. Низкая/смешанная степень повреждения считалась преобладающей, если на территории пространственной единицы доминировали низовые пожары. И наоборот, высокая степень повреждения определялась преобладающей в случае доминирования верховых пожаров.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *