ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ЛЕСА НА ГАРИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ БЕCПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Анализ успешности лесовозобновления после пожара - важнейшая задача лесного хозяйства. Для этих целей летом 2021 г. проведена аэрофотосъемка с квадрокоптера Phantom 4 pro 15-летней гари (2006 г.) по северо-западной границе Ботанического сада Петрозаводского государственного университета (Республика Карелия). Дополнительно к этому выполнено натурное обследование по учетным площадкам, где до лесного пожара произрастал сосняк скальный из сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). Работы проводились с целью оценки состояния естественного возобновления после пожара по скальным выходам путем комбинирования обработки данных аэрофотосъемки с натурными обследованиями. В результате фотограмметрической обработки реконструирован ортофотоплан с пространственным разрешением 4.6 см на пиксель, карта высот и трехмерные облака точек. Для анализа распределения породного состава растительности по территории выполнено маркирование деревьев на ортофотоплане по учетным площадкам натурных обследований, в результате которого определено количественное распределение древесных пород в соотношении 64 % сосна обыкновенная и 23 % береза повислая ( Betula pendula Roth) (остальные виды не идентифицировались). Натурные обследования показали, что после пожара сформировался жизнеспособный молодняк смешанного состава с преобладанием сосны обыкновенной (71 % от общего количества древесных пород). В формировании молодняков участвовали также береза повислая (22 %), осина обыкновенная ( Populus tremula L.) и ольха серая ( Alnus incana (L.) Moench) (по 3.5 %). При сравнении высоты растений на трехмерных облаках точек с натурными измерениями достоверно удалось определить ее только для крупной общепринятой категории (> 1.5 м), при этом зависимость этого показателя, полученного разными методами, оказалась весьма значительна ( R 2 = 0.95). Максимальная высота деревьев на исследуемом участке составила 6 м, а средние значения - от 3.5 до 4.5 м, что свидетельствовало об успешности лесовозобновления после гари на скальных выходах.

Об авторах

Алексей Валерьевич Кабонен

Петрозаводский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexkabonen@mail.ru
Петрозаводск, Россия

Ольга Ивановна Гаврилова

Петрозаводский государственный университет

Email: ogavril@mail.ru
Петрозаводск, Россия

Анатолий Васильевич Грязькин

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова

Email: lesovod@bk.ru
Санкт-Петербург, Россия

Карина Аркадьевна Пак

Кареллеспроект, филиал ФГБУ «Рослесинфорг»

Email: pak.ka@roslesinforg.ru
Петрозаводск, Россия

Список литературы

  1. Аковецкий В. Г., Афанасьев А. В. Методы и технологии интерпретации аэрокосмических мониторинговых наблюдений лесной растительности // Лесн. вестн. 2020. Т. 24. № 2. С. 29–36.
  2. Белова Е. И., Ершов Д. В. Опыт оценки естественного лесовосстановления на сплошных вырубках по временным рядам Landsat // Лесоведение. 2015. № 5. С. 339–345.
  3. Беляева Н. В., Грязькин А. В., Калинский П. М. Точность учетных работ при оценке естественного лесовозобновления // Вестн. Саратов. гос. агр. ун-та им. Н. И. Вавилова. 2012. № 8. С. 7–12.
  4. Вогель Д. К., Юферев В. Г. Оценка лесных насаждений Волго-Ахтубинской поймы на основе фотограмметрической обработки данных цифровой аэросъемки // Изв. Нижневолжск. агр. ун-тетского комплекса. 2018. № 3 (51). С. 203–209.
  5. Гаврилова О. И., Колганов Е. С., Пак К. А. Оценка успешности самовозобновления сосны на гари // Лесотех. журн. 2020. Т. 10. № 4 (40). С. 142–149.
  6. Галецкая Г. А., Вьюнов М. В., Железова С. В., Завалишин С. И. Возможности обработки и анализа данных сверхлёгкого БПЛА SenseFly eBee в лесном хозяйстве // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. № 4. С. 11–18.
  7. Горохова И. Н., Борисочкина Т. И., Шишконакова Е. А. Использование снимков с беспилотного летательного аппарата для оценки экологического состояния почвенно-растительного покрова урбанизированной экосистемы // Бюл. Почв. ин-та им. В. В. Докучаева. 2014. № 74. С. 77–89.
  8. Грязькин А. В. Патент 2084129 РФ. МКИ С 6 А 01 G 23/00. Способ учета подроста // Бюл. Роспатента. 1997. № 20. 3 с.
  9. Грязькин А. В. Влияние факторов внешней среды на структуру и состояние подроста // Изв. СПб. лесотех. акад. 2000. Вып. 8 (166). С. 19–25.
  10. Дайнеко Д. В. Применение беспилотных летательных систем в лесной отрасли // Применение беспилотных летательных аппаратов в географических исследованиях: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. (Иркутск, 22–23 мая 2018 г.). Иркутск: Изд-во Ин-та геогр. им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2018. С. 59–62.
  11. Денисов С. А., Домрачев А. А., Елсуков А. С. Опыт применения квадрокоптера для мониторинга возобновления леса // Вестн. ПГТУ. Сер. Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 4 (32). С. 34–46.
  12. Кабонен А. В., Ольхин Ю. В. Дешифрирование форм и морфологических особенностей древесных растений на снимках, полученных с помощью беспилотных летательных аппаратов // Экосистемы. 2019. Вып. 20 (50). С. 197–202.
  13. Кабонен А. В., Ольхин Ю. В. Цифровое моделирование природно-ландшафтных комплексов по данным, полученным с помощью беспилотных летательных аппаратов // Лесохоз. информ. 2020. № 3. С. 101–110.
  14. Куликов В. С., Куликова В. В. Докембрийская геология территории ботанического сада // Hortus Bot. 2001. Т. 1. С. 19–24.
  15. Лесовосстановление гари на скалах. 3D Model. Scetchfab, 2022. https://skfb.ly/oqFWB
  16. .
  17. Никифоров А. А., Мунимаев В. А. Анализ зарубежных беспилотных летательных аппаратов, применяемых в лесном секторе // Тр. лесоинж. ф-та Петрозавод. гос. ун-та. 2010. № 8. С. 97–99.
  18. Осипенко А. Е., Коукал Я., Панин И. А., Иванчина Л. А., Залесов С. В. Опыт применения квадрокоптера для создания трёхмерной модели лесных насаждений // Леса России и хозяйство в них. 2017. № 4 (63). С. 16–22.
  19. Петушкова В. Б., Потапова С. О. Мониторинг и охрана лесов с применением беспилотных летательных аппаратов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. Т. 1. № 9. С. 717–722.
  20. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 11.02.2021 № 312-р «Об утверждении Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года». М.: Правительство РФ, 2021.
  21. Скуднева О. В. Беспилотные летательные аппараты в системе лесного хозяйства России // ИВУЗ. Лесн. журн. 2014. № 6 (342). С. 150–154.
  22. Смирнов А. А., Богачев П. В., Смирнов А. П. Естественное возобновление на вырубках Карелии в связи с плодородием и увлажнением лесной почвы // Изв. СПб. лесотех. ун-та. 2020. Вып. 232. С. 20–32.
  23. Фетисова А. А., Грязькин А. В., Ковалев Н. В., Гуталь М. Оценка естественного возобновления хвойных пород на сплошных вырубках в условиях Рощинского лесничества // ИВУЗ. Лесн. журн. 2013. № 6 (336). С. 9–18.
  24. Эпов М. И., Злыгостев И. Н. Применение беспилотных летательных аппаратов в аэрогеофизической разведке // Интерэкспо Гео-Сибирь. VIII Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология». Сб. мат-лов. В 2 т. 2012. Т. 2. № 3. С. 22–27.
  25. Dandois J. P., Ellis E. C. Remote sensing of vegetation structure using computer vision // Rem. Sens. 2010. V. 2. Iss. 4. P. 1157–1176.
  26. Neuville R., Bates J. S., Jonard F. Estimating forest structure from UAV-mounted LiDAR point cloud using machine learning // Rem. Sens. 2021. V. 13. Iss. 3. Article N. 352. 18 p.
  27. Uutera J., Maltamo M. Impact of regeneration method on stand structure prior to first thinning: Comparative study in North Karelia, Finland vs. Republic of Karelia, Russian Federation // Silva Fenn. 1995. V. 29. N. 4. P. 267–285.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).