Тема 5. Досвід побудови серій карт природоохоронної тематики за космічними фотоматеріалами.

5.1. Карти лісо-болотних ландшафтів Східної Європи (Нечорнозем'я).

Одним з перших досвідів складання серій тематичних карт по космічних знімках для цілей раціонального використання, меліорації й охорони природних ресурсів нечорноземної зони може бути проведений на прикладі двох регіонів, які відрізняються один від одного за природними умовами і промислово-господарським освоєнням (північно-західної частини Смоленської області Російської Федерації і Солігорського району Мінської області Білорусі). У північно-західній частині Смоленської області переважає аграрно-лісогосподарське використання території, а в Солігорському районі - аграрно-промислове.

При комплексному картографуванню природних ресурсів й охорони навколишнього середовища (з використанням космічних фотоматеріалів) Нечорнозем'я, так само як й інших регіонів, складалися серії тематичних карт.

З огляду на географічне положення Нечорнозем'я в лісовій гумідній зоні, у серії карт необхідно включити:

- ландшафтну карту;

- карту рослинності (зокрема, лісів і лесогосподарських угідь для території з лісами експлуатаційного значення; боліт і заболочених земель у комплексі із лісовою - для лісових і заболочених районів або тільки боліт і заболочених земель для районів з низькою залісеністю);

- карту використання земель;

- карту ерозійної небезпеки (для районів із площинною або лінійною ерозією) або інших природних процесів - для районів з інтенсивними екзогенними процесами;

- комплексну карту охорони природи або карту порушення ґрунтово-рослинного покриву в комплексі з картою рекомендованих природоохоронних заходів.

Залежно від конкретних природних умов досліджуваного регіону, його господарського й промислового освоєння, характеру й ступеня порушення, рекультивації й охорони, а також перспективних планів господарського розвитку склад і кількість карт у серії змінюється. Для забезпечення раціонального планування використання, відновлення й охорони природних ресурсів повинен створюватися мінімум ключових карт, необхідних для всіх районів (див. главу I).

5.1.1. Смоленський аграрно-лісогосподарський район.

На прикладі північно-західної частини Смоленської області нами розглядається досвід створення на один з районів сільсько- і лісогосподарського освоєння Нечорнозем'я серії сполучених взаємопов'язаних карт раціонального використання й охорони природних ресурсів.

За своїми природними і господарськими умовами територія Смоленської області відрізняється великою розмаїтістю. Тут інтенсивно ведеться лісове господарство, розвивається сільське господарство, промисловість і будівництво промислових об'єктів, проводиться інтенсивна меліорація, освоюються нові території під сільгоспугіддя. Серія тематичних космофотокарт складалася для частини Смоленської області в межах Веліжського, Демидівського, Руднянського й Духовщинського адміністративних районів.

За природними умовами тут виділяються п'ять природних районів, які відрізняються між собою також за характером освоєння.

1. Озерно-льодовиково-зандровий район (північно-західна частина Демидівського адміністративного району). З бідними, легкими по механічному складу ґрунтами, низькою розораністю території (18% площі), максимальною по області площею боліт (9% площі району), середньою залісеністю молодими сосновими й дрібнолистими лісами.

2. Зандрово - м оренний озерний район (північні частини Демидівського, Духовщинського адміністративних районів) з низькою розораністю територій, великою залісеністю (59 % площі району) з перевагою дрібнолистяно-ялинових лісів, помірною заболоченістю.

3. Район Прикасплянської озерн о - льодовикової улоговини (південна частина Демидівського району) з низькою розораністю й заболоченістю, сильною залісеністю.

4. Руднянсько-Касплянський моренний район (північна й центральна частини Руднянського адміністративного району, центральна й східна частини Демидівського адміністративного району). З великою строкатістю ґрунтового покриву у зв'язку зі складністю рельєфу, із завалуненням полів і дрібними ділянками ріллі, при значній загальній розораності, малою залісеністю й з нерівномірним поширенням боліт.

5. Рай о н Духовщинської моренної височини (Духовщинський адміністративний район). Відрізняється неоднорідністю ґрунтового покриву, середньою залісеністю.

Ліси розкидані невеликими ділянками серед ріллі і представлені вторинними дрібнолистими лісами, за винятком північної частини району, де зустрічаються ялинники різних типів, близькі до корінного. Заболоченість слабка. Болота низинні тільки в заплавах рік.

Промислова вирубка лісу, меліорація для збільшення площі лісового й сільського господарства й інші антропогенні впливи на природне середовище привели до зміни ґрунтового й рослинного покриву, гідрогеологічного й гідрологічного режимів на величезних територіях, навіть на тих, які безпосередньо не піддавалися антропогенному впливу. У результаті багаторічного антропогенного впливу корінних типів лісів у досліджуваному районі не збереглося. До умовно-корінних типів лісу на території північно-західної частини Смоленської області відносяться ялинові, соснові ліси й чорно-вільшані. Вікові й відбудовні зміни в них спрямовані на збереження головних порід. Проте польові дослідження показали, що на багатьох ділянках спостерігається антропогенна дегресія лісу, коли після вирубки відновлюється ліс гіршої якості, змінюється його бонітет, погіршуються умови й т.д. Всі інші сполуки відносяться до різних динамічних стадій антропогенного ряду. Тут виділяються різні типи похідних лісів.

До коротко похідних типів лісу відносяться ялиново-дрібнолисті й сосново-дрібнолисті ліси, що виникли в результаті вибіркової вирубки. Їхній природний розвиток спрямований убік відновлення вихідного типу лісу. Ці ліси в цей час піддаються систематичній вирубці з великими площами вирубок. Лісозаготівлі ведуться в лісах, що не досягли спілого віку, що може привести до загибелі хвойних порід. Правда, на багатьох ділянках ведуться лісовідновлювальні роботи, але цього недостатньо для відновлення й збереження лісового фонду в цілому.

При недотриманні правил вирубки коротко похідні типи лісу можуть перейти в наступну стадію динамічного антропогенного ряду - у ліси довгостроково похідні й потім у стійко похідні, які в районі дослідження займають значні площі.

До довгостроково похідних відносяться дрібнолисті ліси з домішкою ялини або сосни. Ці типи лісу виникли в результаті багаторазових вирубок і пожеж, при природному розвитку вони прагнуть до відновлення вихідного типу. У цей час у таких лісах здійснюється як вибіркова вирубка хвойних порід, так і суцільна вирубка деревостоїв. Зараз у них спостерігається тенденція переходу в наступну динамічну стадію регресивного ряду - у стійко похідні типи.

Стійко похідні типи лісу в Смоленській області розташовані, в основному, у районах сільськогосподарського освоєння, займаючи ділянки, незручні для освоєння. До них відносяться дрібнолисті ліси з берези, осики з домішкою вільхи. Ці типи лісу майже ніколи не повертаються до вихідного, навіть при повнім знятті антропогенного впливу, вони мають свої вікові зміни. Відновлення вихідних типів можливе тільки штучним шляхом. Промислового значення вони не мають.

Таким чином, всі похідні типи лісів північно-західної частини Смоленської області в різному ступені порушені сучасною господарською діяльністю. Динамічний стан деяких сполук вказує на їх минуле порушення у результаті вікових антропогенних впливів.

Сільськогосподарському освоєнню в північно-західній частині Смоленської області найбільше піддалися моренні рівнини, ґрунти яких найбільш придатні для землеробства. Але у зв'язку з горбкуватим рельєфом сільськогосподарські поля мають складну конфігурацію. Рілля роздроблена на окремі ділянки.

Сільськогосподарські угіддя Смоленської області мають різний ступінь порушення.

У досліджуваному районі переважають материкові низинні й суходільні (вторинні, на місці лісів) луки, заливних заплавних лук мало. Луки малопродуктивні, заросли чагарником, часто заболочені. Для їхнього відновлення потрібне корінне поліпшення структури ґрунтів.

З огляду на ці обставини, для території Смоленського аграрно-лісогосподарського району з метою картографічного забезпечення заходів щодо охорони й раціонального природокористування по космічних фотоматеріалах складений комплект із восьми сполучених і взаємозалежних тематичних карт (Табл. 19). Завершальною була природоохоронна карта, або карта раціонального використання й охорони природи.

При складанні серії карт застосовувалися збільшені космічні знімки й схеми.

На першому етапі робіт паралельно складені карти: ландшафтна, лісова (або лісогосподарська), гідрогеологічна, боліт і заболочених земель, при складанні яких використані результати дешифрування аеро- і космічних фотознімків, перевірених при польових дослідженнях. Були використані також картографічні й фондові матеріали.

На другому етапі робіт складалися карти використання земель, природно-меліоративна, ерозійної небезпеки. Карта використання земель складена за матеріалами прямого дешифрування космічних знімків. Контури й зміст ув'язані з покомпонентними картами лісів, боліт і заболочених земель.

Таблиця 19

Серія карт Смоленської ділянки

Карти природних умов	Загальні	Ландшафтна
	Покомпонентні	Гідрогеологічна (грунтових вод)
Карти сучасного стану природного середовища	Загальні (по декількох компонентах)	Використання земель
		Природно-меліоративна
		Порушення грунтово-рослинного покриву
	Часткові (покомпонентні)	Лісів
		Боліт і заболочених земель
		Ерозійної небезпеки

Природно-меліоративна карта розроблялася на основі аналізу ландшафтної й гідрогеологічної карт, а також карти боліт і заболочених земель. Із цими картами погоджені зміст, контури й легенди. Для складання цієї карти було проведено також і безпосереднє дешифрування фотоматеріалів.

Карта ерозійної небезпеки створювалася на підставі дешифрування фотознімків й аналізу ландшафтної карти, з якої погоджувалися контурна частина й зміст легенди.

Третій етап роботи включав складання карти порушення ґрунтово-рослинного покриву. Потім проводився аналіз всіх перерахованих тематичних карт, виконувалося безпосереднє дешифрування аеро- і космічних знімків.

Останньою була розроблена комплексна природоохоронна карта. Контури й зміст обох карт повністю ув'язані. Показані на комплексній карті охорони навколишнього середовища пропоновані природоохоронні заходи спрямовані на раціональне використання й охорону природних ресурсів. Карта складалася з урахуванням перспективних планів господарського й промислового розвитку регіону.

Ландшафтна карта була основою для узгодження всіх інших покомпонентних карт серії. На карті (Рис. 6) знайшли відображення великі природно-територіальні комплекси (у ранзі видів ландшафтів), у межах яких зазначені урочища й групи урочищ. У розгорнутій легенді до карти наведені характеристики рельєфу, сучасного рослинного покриву, ґрунтових умов і господарського освоєння території кожного природно-територіального комплексу.

Для більш повної характеристики природних умов на основі ландшафтного дешифрування збільшених космічних знімків була складена карта ґрунтових вод, що дає уявлення про водовмісткі породи й глибину залягання першого водоносного горизонту.

Центральною картою, що характеризує сучасний стан природних ресурсів, є карта використання земель. Вона дає можливість судити про співвідношення різних видів угідь у досліджуваному районі. Оптимальні пропорції між різними видами угідь (ліс, рілля, пасовища), безсумнівно, є важливими для збереження природного середовища. Вони важливі для підтримки водного балансу в ріках, захисту ґрунтів від деградації й руйнування, збереження місцевих кліматичних й екологічних умов. Карта відображає сучасний на момент зйомки стан земельних угідь.

Рис. 6. Ландшафтна карта Демидівського району Смоленської області (фрагмент).

1—2 — горбкуваті моренні суглинні рівнини на палеозойському фундаменті (вапняки, доломіти із прошарками глин, піщаників, піщаників і гіпсу): 1 — дрібногорбисті й пологі слабко і середньо розчленовані моренні рівнини, з дерново-середньопідзолистими, дерново-сильнопідзолистими, переважно оглеєними середньо- і легкосуглинними й супіщаними ґрунтами, значно розорані, із залишками дрібнолистих лісів та лук, 2 — горбкуваті моренні рівнини із льодовиковими утвореннями (озові пасма, камові пагорби) з озерами льодовикового походження в зниженнях між пагорбами, з дерново-сильнопідзолистими, рідше дерново-середньопідзолистими піщано-суглинними ґрунтами; з осиково-березовими, осиково-березово-ялиновими лісами, зрідка невеликими ділянками ялинових лісів і суходільних лук, частково розорані; 3 — водно-льодовикові рівнини на палеозойському фундаменті: пологі й слабкохвилясті зандрові рівнини з ділянками моренних і камових пагорбів й озових пасм, з дерново- середньо- і слабкопідзолистими, переважно глеюватими й глеєвими супіщаними й піщаними ґрунтами, з перевагою великих масивів верхівкових сфагнових і сосново-сфагнових боліт, із сосновими, ялиново-березово-осиковими, сосново-березовими і дрібнолистими лісами, різнотравно-злаковими луками; частково розорані; 4 — пологі й слабкохвилясті озерно-льодовикові піщані й супіщані рівнини з неглибоким заляганням морени або смугових глин; з дерново-слабкопідзолистими, дерново-підзолистими глеюватими, глеєвими піщаними й супіщаними, торфяними і торфяно-підзолисто-глеєвими (у глибоких зниженнях) грунтами; із сосновими, сосново-ялиновими й дрібнолистими лісами, різнотравно-злаковими луками, переважно заболоченими, і осоково-різнотравними сполуками на низинних болотах; частково розорані; 5 — річкові долини: із сучасними й древньоалювіальними відкладеннями; із заплавними луками й сосновими лісами по надзаплавних терасах; частково розорані; 6 — населені пункти; 7 — озера; 8 - ріки.

Дешифрування фотознімків аграрно-лісогосподарських районів Смоленської області дозволило виділити наступні категорії угідь: рілля; луки (заплавні, материкові: а — суходільні, б — низинні луки із чагарником і дрібноліссям); ліси (ліси, вирубки); болота (болота неосушені й осушені); сполуки різних типів використання земель.

Схема легенди карти наведена в Табл. 20, а фрагмент карти - на Рис. 7.

Таблиця 25

Схема легенди карти використання земель

Землі, що використовуються у сільському господарстві	Інтенсивне (землеробські угіддя)	Рілля	По провідній культурі або сівозміні По розвитку екзогенних процесів
		Багаторічні насадження	Сади Ягідники
		Рілля на меліорованних землях
	Екстенсивне (косовиці й пасовища)	Луки заплавні Луки заболочені Луки суходільні Луки, вкриті чагарником
Землі лісового фонду	Водоохоронні ліси	По бонітету й домінуючій породі
	Лісогосподарські	По бонітету й домінуючій породі
		Лісорослинні площі (без лісу)	Вирубки Згарища
Селітебні території	Міські й сільські	Міста Сільські населені пункти
	Транспортно-промислові	Промислові комплекси Транспортні й лінійні магістралі Смуги відчуження вздовж лінійних споруд
Землі, що не використовуються або слабко використовуються в господарстві	Рибно-мисливські угіддя	Ріки й водосховища на них Озера Болота Заболочені землі
	Не використо-вуються	Природні незручності Антропогенні пустища

Карта лісів (Рис. 8) складалася на основі галузевої лісогосподарської інтерпретації ландшафтної карти й геоботанічного дешифрування аеро- і космічних фотознімків. Дешифрувальні ознаки лісів визначалися при наземних дослідженнях. Встановлені на еталонних ділянках дешифрувальні ознаки для різних типів лісів екстраполювалися на всю територію картографування. На карті показані типи лісів із вказівкою складу деревостою й групи віку насаджень (молоді, середньовікові), а також порушення лісів сучасним і минулим антропогенним впливом. Це пояснюється цільовим призначенням карти для лісогосподарського використання.

Карта боліт і заболочених земель (Рис. 9) є однією з важливих у серії для цієї частини Нечорнозем'я. Карта дає уяву про ступінь заболочення території, типи боліт, займаної ними площі, що є основою для раціонального вибору територій боліт під охорону, осушувальну меліорацію, встановлення черговості меліоративних робіт. Виділяються болота осушені й освоєні. Невеликі за площею й без чітких границь на знімках болота об'єднані на карті в комплекси або сполуки.

Рис. 7. Карта використання земель Демидівського району Смоленської області (фрагмент).

1 — ліси, 2— вирубки останніх років, 3 — луки із чагарником і дрібноліссям, 4 — луки материкові суходільні, 5 — луки материкові низинні, 6 — болота, 7 — рілля, 8 — сполуки ріллі з луками (материковими суходільними), 9 — селітебні землі, 10 — озера, 11 — ріки, 12 — дороги.

Рис. 8. Карта лісів Демидівського району Смоленської області (фрагмент).

1—4 — ялинники. 1—2 — молоді й середньовікові: 1 — з домішкою берези, іноді осики, 2 — з домішкою берези, осики і вільхи сірої, 3—4 — ті, що приспівають і спілі: 3 — чисті, 4— з домішкою берези й осики; 5—6 — сосняки: 5 — молоді й середньовікові, 6 — ті, що приспівають і спілі; 7—9 — осичняки: 7 — молоді й середньовікові з домішкою берези й вільхи сірої; 8—9 — ті, що приспівають і спілі: 8 — з домішкою берези й вільхи сірої, 9 — з домішкою ялини; 10—11 — березняки: 10 — молоді й середньовікові із домішкою осики й вільхи сірої, 11 — ті, що приспівають і спілі з домішкою осики; 12 — сіровільховики що приспівають і спілі; 13 — вирубки; 14 — болота; 15 — сільськогосподарські землі; 16 — озера; 17 — ріки; 18 — населені пункти.

Рис. 9. Карта боліт і заболочених земель Демидівського району Смоленської області (фрагмент).

1—3 — болота: 1 — верхівкові й перехідні болота, комплекси сосново-чагарниково-сфагнових і чагарниково-сфагнових сполук; 2—3 — перехідні й низинні болота: 2 — з вільхово-очеретяно-осоковими сполуками, 3 — з осоково-очеретяними сполуками із чагарниками і вільхою в комплексі із заболоченими осоково-різнотравними луками; 4—7 — заболочені землі: 4 — долини рік, місцями заболочені, з луками в комплексі із чагарниковими заростями, ріллею й лісами, 5 — ялиново- і сосново-дрібнолистяні заболочені ліси й вирубки, 6 — слабко заболочені локальні ділянки в ялиново-і сосново-дрібнолистяних лісах, луках і на сільськогосподарських землях, 7 — комплекс дрібнолистих лісів, низинних боліт з осоково-очеретяно-чагарниковими сполуками, слабко заболочених різнотравних лук й вільховиків із сільськогосподарськими угіддями; 8 — добре дреновані иезаболочені землі; 9 — населені пункти; 10 — озера; 11 — ріки.

Рис. 10. Карта порушення ґрунтово-рослинного покриву Демидівського району Смоленської області (фрагмент).

1 - угіддя, не порушені або порушені короткочасним впливом,- болота неосушені; 2—4 — угіддя, порушені довгостроковим впливом: 2 — луки суходільні, місцями порослі чагарником, на місці хвойно-широколистяних лісів, 3 — рілля на місці хвойно- широколистих лісів, 4 — сполучення ріллі із луками суходільними; 5—10 — ліси: 5 — умовно-корінні ялинові; 6 — умовно-корінні соснові, 7 — короткопохідні: а — ялиново-дрібнолистяні, б — дрібнолистяно-ялинові, 8 — тривалопохідні осикові з домішкою ялини, березові й березово-осикові с домішкою ялини, 9 — стійко-похідні березові й осикові, березово-осикові з домішкою вільхи сірої, 10 — стійко-похідні сіровільшанники; 11—14 — ступінь порушення територій: 11 — непорушені; 12 — слабко порушені, 13 — середньо порушені, 14 — сильно порушені; 15 — суцільні вирубки останніх років; 16 — населені пункти; 17 — озера; 18 — ріки.

Необхідними картами для обґрунтування комплексної карти охорони й раціонального використання природних ресурсів є карти ерозійної небезпеки й порушення грунтово-рослинного покриву.

На основі аналізу ландшафтної карти й збільшених космічних знімків виділені в межах досліджуваної території площі по-різному піддані площинній або лінійній ерозії. До ерозійнобезпечних були віднесені водно-льодовикові, озерно-льодовикові піщані й супіщані рівнини й річкові долини. До ерозійно-небезпечних віднесені горбкуваті моренні суглинні рівнини.

Карта порушення ґрунтово-рослинного покриву є результатом аналізу попередніх карт серії (ландшафтної, лісової, використання земель, ерозійної небезпеки) і безпосереднього дешифрування фотознімків.

Порушення лісової рослинності складається з безсистемних вирубок, пожеж, побічного впливу господарського освоєння території (сільськогосподарські й меліоративні заходи, будівництво різних споруд, вплив відходів промисловості), безпосереднього впливу людини (деградація лісів при великій відвідуваності й т.п.). У порушення лук включається їхня збитість, поростання чагарником і заболоченість у результаті нерегламентованого випасу. Порушення ріллі оцінюється по ступені еродованості й змитості ґрунтів.

На карті показані тільки ті явища, які були віддешифровані на космічних знімках.

На карті порушення ґрунтово-рослинного покриву виділені чотири ступені видозміни угідь залежно від тривалості й оборотності змін, що відбулися:

- незмінені; слабкопорушені (можуть використовуватися в лісовому й сільському господарстві при правильному веденні його, без особливих витрат або мають потребу в незначних відбудовних заходах);

- середньопорушені (можуть використатися в лісовому й сільському господарстві після проведення необхідних відбудовних заходів);

- сильнопорушені (не можуть відновитися природним шляхом і вимагають рекультиваційних заходів).

Особливо виділені ділянки лісів із суцільними вирубками останніх років і порушення торфорозробками природної рослинності боліт, які є джерелом живлення багатьох рік.

Стадії антропогенно-динамічного ряду лісових сполук, показані на карті, дають можливість судити про порушення цих лісів у минулому, сучасний їхній стан вказує на необхідність проведення охоронних заходів і відновлення лісів. Наприклад, на ділянках сильнопорушених довгостроково похідних типів лісу потрібне припинення суцільних і вибіркових вирубок хвойних порід. У протилежному випадку такі ліси перейдуть у малопродуктивні стійко-похідні типи, без можливості природного відновлення. У цих лісах необхідно терміново проводити лесовідновлювальні роботи шляхом культивування головної породи. Для інших ділянок комплекс необхідних заходів повинен бути іншим, залежно від типу й ступеня порушення (Рис. 10).