Оценка структурных характеристик лесных экосистем с использованием дешифрирования космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения
*ФГБУ Государственный природный заповедник «Олекминский», г. Олекминск, Россия
**ФГБУ Гидрохимический институт, г. Ростов-на-Дону, Россия
Аннотация. На примере анализа территории ненарушенного лесного массива в масштабе 1:10000 на космических снимках Landsat и DigitalGlobe показана перспективность использования кластерного анализа разновременных космических снимков при оценке структурных характеристик лесных экосистем. Анализ проводился с помощью неуправляемой классификации методом ISODATA и тематической разности. Тематическая разность рассчитывалась между результатами классификации на 2, 4, 6, 10, 16 классов. Проведено сравнение различных полигонов лесного массива по значениям индекса вегетации NDVI, связанного с продуктивностью лесных экосистем и индекса SWIR, связанного с влажностью. Показано, что не всегда высокие значения лесистости полигона связаны с высокой продуктивностью и высокой влагообеспеченностью лесов. На снимках с интервалом в 20 лет (1995 и 2015 гг.) сохраняется соотношение между значениями показателя лесистости, продуктивности и влагообеспеченности лесов. Проведен анализ показателя лесистости (индекс лесистости) и показателя разности между 1 классом (леса) и 2 классом (пустоши). Коэффициент корреляции между ними составил 0,99996. Показано, что с увеличением лесистости возрастает доля кластеров со средними значениями спектральной яркости. Если до значений коэффициента лесистости 0,547 преобладают пикселы с максимальным и минимальным значениями спектральной яркости, то после значения коэффициента лесистости 0,577 и выше преобладают классы с пикселями средних значений спектральной яркости. Проведено исследование серий полигонов с изменяющимся масштабом для определения критериев подобия, однородности лесных массивов, оценки густоты древостоя. Показано, чем выше густота древостоя, тем больше разность между 1 классом (леса) и 2 классом (пустоши). Определение F-теста на схожесть массивов данных позволило оценить, насколько однородны исследуемые лесные массивы. Сравнение массивов леса по показателю дисперсии показало пятикратное превышение дисперсии разных полигонов при классификации на 10 классов между неоднородными и однородными массивами.
Ключевые слова: дешифрирование космических снимков, классификация Isodata, тематическая разность, индекс NDVI, индекс SWVI, лесистость, соотношение древостоя и пустошей, продуктивность лесов, влагообеспеченность растений.
Количество классов при проведении кластерного анализа космических снимков при мониторинге состояния лесов
Ю.Ф. Рожков*, М.Ю. Кондакова**
*Государственный природный заповедник ≪Олекминский≫, 678100, Олекминск, ул. Логовая, 31, Россия
**Гидрохимический институт, 344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 198, Россия
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Аннотация. Проведена оценка возможности совместного использования двух инструментов кластерного анализа в мониторинге состояния лесов. Мультиспектральные космические снимки высокого разрешения Landsat TM/ЕТМ+ и RGB-покрытие DigitalGlobe сверхвысокого разрешения и их фрагменты подвергались двухэтапной обработке. Вначале проводилась неуправляемая классификация методом ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technigue). Затем проводился расчет тематической разности результатов классификации. Показана связь между количеством классов иколичеством объектов, определяемых при классификации на два, четыре, шесть, десять классов. Проведено определение оптимального количества классов для выделения различных уровней структурной организации лесных экосистем. При классификации на два класса в случае снимков высокого разрешения оценивается лесистость выделенных фрагментов снимков. При классификации снимков сверхвысокого разрешения на два класса определяется соотношение между площадью крон и площадью между кронами деревьев. При классификации снимков высокого разрешения на четыре класса выделяются подклассы более густого и редкого древостоя, подклассы с открытыми пространствами и участки, покрытые кустарниками и редколесьями.
Ключевые слова: дешифрирование космических снимков, классификация ISODATA, тематическая разность, количество классов при проведении кластеризации.
КАМЕННЫЙ ГЛУХАРЬ В ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ
BLACK BILLED CAPERCAILLIE IN SOUTH-WESTERN YAKUTIA
Д.И. Тирский
ФГБУ, Государственный природный заповедник «Олекминский», Олекминск 678100, Россия
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
В данной работе представлены материалы по экологии каменного глухаря (Tetrao parvirostris) обитающего на территории Олекминского заповедника и прилегающих охотничье промысловых участках. В той или иной мере, изучения начали проводить с 1991г., включительно до 2017 г. В настоящее время исследования каменного глухаря продолжается.
Зимние учеты ежегодно проводили на постоянных маршрутах с октября по март, в брачный период (конец марта – начало июня) регистрировали все токовища и находящиеся на них токующих глухарей. В бесснежный период отмечали все гнезда и птенцов. Глухарей учитывали по всему заповеднику с регистрацией всех встреченных птиц с последующим пересчетом их на площадь (Кузякин и др., 1990). Общая протяженность маршрутов составила более 5000 км. Токовища замеряли по периметру и определяли его площадь. Ежегодно проводить наблюдения на всех токах из-за их удаленности и труднодоступности не представлялось возможным. Некоторые из них посещали всего 2 – 3 раза за весь период исследования. Размер зимнего участка обитания стаи, определяли на постоянных местах обитания, которые обычно посещали от 5 до 12 раз в год. Количество птиц определяли визуально с точным определением количества особей в стае и замером площади участка.
По данным зимних учетов за весь период наблюдений, плотность населения вида менялась от 3 – 3,5 до 10 – 12 птиц на 1000 га лесных угодий и в среднем за год составила 6 – 8 особей на 1000 га, осенняя плотность 16 – 18 птиц на эту же площадь. На территории заповедника постоянно обитает от 4500 до 6000 каменных глухарей. Выявлено и обследовано глухариные токовища. Обнаружено 25 гнезд, из них 16 были с полными кладками, средний размер которых составил 7,18 ± 1,07 (п=16) яиц в одной кладке. Откладка яиц начинается во второй декаде мая которая состоит из 5 – 9 яиц. Период насиживания длится 27 – 29 суток. Массовое появление выводков проходится на третью декаду июня. За весь период наблюдений, на сопредельных с заповедником территориях в осенне-зимний был собран и изучен материал по питанию каменных глухарей. Добытые птицы были измерены, взвешены, исследован количественный и качественный состав кормов по содержимому зобов и желудков. Возраст глухарей определяли по весу, размерам, окраске маховых и форме рулевых перьев, а также по костям черепа. Для исследования питания глухаря были обработаны 32 зоба. Вскрытие зобов проводилось через 5 – 7 ч после добычи птиц. Содержимое сортировалось и взвешивалось в сыром свежем виде.
Во время визуальных наблюдением за питанием глухарей фиксировали время кормежки. Методом, применявшимся для изучения зимнего питания рябчика (Tetrastes bonsais), (Schatt, 1991) по набродам птиц на снегу устанавливали виды поедаемых растений, регистрировали все ночные лунки и по взлетающим после утреней кормежки из снега глухарям отмечали дневные лунки.
Для определения обилия глухарей в тех или иных биотопах, проанализировано 980 карточек наблюдений инспекторов охраны заповедника.
О весне и об охоте.
Наступила весна, а значит совсем скоро весенняя охота. С нетерпением ждут ее охотники. Лишь почувствовав весну, бережно достают ружья, и уже мечтают, как выедут на реку или озеро. Засиделись, устали за зиму. Не терпится поскорей размяться, пострелять, стряхнуть с себя зимнюю дрему. И редко кто задумается, что птицы летят, торопятся к себе на родину, домой, выводить потомство, что природа радуется и пробуждается, и не хочет крови.
В газете «Олекма» от 14 марта специалистам заповедника «Олекминский» было предложено дать научное обоснование нецелесообразности открытия второго срока весенней охоты «на турпана». Мы о заседании Совета, где обсуждался вопрос о сроках охоты и любительского рыболовства, узнали только из газеты. Хотя, как известно, заповедник «Олекминский» является единственной научной организацией, которая находится на территории Олекминского района, и наверно, было бы не лишним пригласить сотрудников заповедника на заседание этого Совета.
В пределах Олекминского и Алданского районов Республики Саха (Якутия), на охраняемой территории заповедника «Олекминский» и на сопредельных с ним территориях, сотрудниками заповедника на протяжении более 30 лет ведутся постоянные мониторинговые наблюдения за водоплавающими и тетеревиными видами птиц. Проводятся весенне-летние учеты на гнездовье, весенне-осенние учеты миграционной численности водоплавающих птиц, зимние маршрутные учеты тетеревиных птиц, по результатам многолетних учетов, по нашим данным, численность многих видов птиц, относящихся к объектам охоты, за этот период уменьшилась в 10 раз и более.
О том, что количество водоплавающей птицы в нашем крае катастрофически снижается, уже давно известно. Причин снижения ее численности много, но основной из них в настоящее время является неумеренная охота, особенно в местах размножения. У ряда видов уток, пары формируются на зимовках. Весенняя охота приводит к разбивке пар, на создание новых теряется время, в итоге многие птицы не размножаются, и даже если им это удается, то в кладке будет на 50% меньше яиц, чем у сформировавшихся пар, а некоторые особи в данном сезоне вообще не будут размножатся. Для гусей характерно постоянство пары. При гибели одного из партнеров, другой не участвует в данном сезоне в размножении. Если при осенней охоте в основном изымается прирост популяции, то весной гибнут производители. Таким образом, даже в идеальных условиях весенняя охота оказывает отрицательное воздействия на популяции птиц. Например, во время нереста действует запрет на лов рыбы. Так почему во время гнездования птиц охота на них разрешена? При обсуждении темы запрета весенней охоты, сразу возникают многочисленные дискуссии за и против, и в конечном итоге охоту всегда открывают. Данные специальных исследований, проведенных в разных частях России и планеты, убедительно доказали: урон весенней охоты в десятки раз больше ущерба от самого отстрела птиц. Многолетние наблюдения и факты упорно говорят о том, что весенняя охота не такая уж безобидная прогулка. В результате проведения охоты наносится ощутимый вред не только популяциям охотничьих видов птиц, но птицам и животным околоводного комплекса, не являющимися объектами охоты. Фактор беспокойства, каким является весенняя охота, приводит к более частому покиданию гнезд, гибели кладок, и как следствие, к снижению успешности гнездования. Страдают и погибают и редкие виды птиц, внесенные в Красные Книги России и Якутии.
При oтнocитeльно невысоких запасах гусеобразных, по сравнению с европейской частью Севера России, в Якутии ежегодно открывается весенняя охота, тогда как в центральных областях России она запрещена. Особенно губительно сказывается на других видах охота на турпана, которая в Центральной Якутии разрешена в первой декаде июня, т.е. в период массового гнездования других видов уток. Результаты такой охоты весьма плачевны для многих загнездивщихся водоплавающих птиц, которые так же попадают под выстрелы.
В нашем районе, вместо того, чтобы полностью запретить весеннею охоту на гусеобразных, и подать пример для всей республики, уже какой год идет разговор об открытие второго срока, так называемой охоты «на турпана».
На территории Якутии обитают два вида турпанов, обыкновенный и горбоносый. Наиболее широко распространен в Якутии горбоносый турпан. В весенний пролет горбоносые турпаны отправляются очень рано, еще в марте, но на пролете задерживаются до начала июня. Отлет к местам зимовки проходит в октябре. Его гнездовой ареал занимает крупные озера по всей таежной зоне, на севере доходя до лесотундры, однако, на многих больших озерах Центральной Якутии он полностью истреблен людьми. Гнездо самка устраивает у самой воды, в кустах или в высокой траве, иногда довольно открыто. В кладке бывает шесть-девять яиц, довольно крупных, окрашенных в бледно-палевый и охристый цвета. Зимует преимущественно у дальневосточных морей в бассейне Тихого океана, Охотском море, поэтому весной, массово появляется почти одновременно и на Колыме, и в Центральной Якутии. Вес самцов: 1,3 -1,8 кг, самок: 1,2 - 1,6 кг. Самцы полностью черные, имеют яркий красно-черный клюв. Характерной особенностью горбоносого турпана является строение клюва, который у основания имеет сильно развитый большой нарост и круглую ноздрю и этим он резко отличается от остальных представителей рода турпанов. У обыкновенного турпана, вес достигает до 2 кг. Самец черный цветом, на крыле большое белое зеркало. У самца надклювье от вершины клюва до ноздрей в брачном наряде ярко-оранжевое. Биология обитания и размножения схожа с горбоносым турпаном. Самок этих видов различить сложнее, они темно-бурого оперенья, немного светлее на голове. У самок обыкновенного турпана ноздря щелевидная, а у горбоносого округлая. Обыкновенные турпаны зимуют на севере Европы, Каспийском море. В Якутии они отмечены только в западной части республики. Надо сказать, что сведения о встречах обыкновенного турпана единичны, может быть именно потому, что многие охотники не отличают его от горбоносого. Возможно, что многие охотники нашего района никогда не видели в природе горбоносого турпана. Этот вид нырковой утки на весеннем пролете пролетает по территории Олекминского района в очень небольшом количестве, в конце мая или в начале первой декады июня. Более обычен он на осеннем пролете, чаще встречается в конце сентября - первой декаде октября. Очень редко, в небольшом количестве, гнездится в западной части района.
Хочу отметить, что при проведении учетов водоплавающих птиц с пяти наблюдательных пунктов, расположенных по периметру заповедника, на площади около 1 миллиона гектаров в бассейнах рек Олекмы, Амги, Чуги и Туолбы за весенний сезон учитывается от 10 до 25 пролетных турпанов, в некоторые года они отсутствуют полностью. Так на кого мы собираемся открывать охоту?
Весенняя пора не самое лучшее время для охоты, поскольку дичь размножается. По подсчетам специалистов в Якутии только за один сезон добывается и погибает подранками 400-600 тыс. уток и гусей. В результате стресса и беспокойства еще около ста тысяч птиц не могут дать полноценное потомство. В итоге почти треть миллиона пар водоплавающих, проделавших перелет за многие тысячи километров, истребляются на своей родине за неделю до гнездования. А ведь они могли дать потомство, исчисляемое двумя миллионами птиц.
Дорогие земляки! Давайте будем охотиться осенью, иначе скоро будем стрелять по бутылкам!
Старший научный сотрудник государственного природного заповедника «Олекминский», кандидат биологических наук Тирский Д.И.
