Построение и использование границ бассейнов рек при картографировании пожарных режимов лесных экосистем Печоро-Илычского заповедника

Лесные экосистемы испытывают различное воздействие природных пожаров – от ежегодного, но незначительно влияющего на состояние древостоя, до редкого, но интенсивного и разрушительного, приводящего к полной смене экосистемы на длительный период. В мировой науке для описания состояния экосистемы после пожара введено понятие пожарного режима лесной экосистемы, который является основой для понимания взаимосвязи климата и природных пожаров на разных пространственных уровнях.
На локальном и региональном уровнях для оценки пожарных режимов необходимо учитывать комплекс факторов – тип ландшафта, рельеф местности, режим управления лесами, антропогенные и природные источники огня (Taylor and Skinner 2003; Dorner, Wong, 2003; Price, Daust, 2003). Одной из первых задач при определении пожарных режимов лесных экосистем является выбор пространственной единицы учета горимости лесов (Hardy et al., 1998; Morgan et al., 2001; Плотникова и др., 2016). Разделение территории исследования на учетные пространственные единицы производится на основе доминирующих типов экосистем и породной структуры лесов, а также многолетней статистики повреждений лесов от пожаров.
Настоящее исследование направлено на определение пожарных режимов лесных экосистем локального уровня. В качестве исследуемого локального региона был выбран Печоро-Илычский государственный природный биосферный заповедник, организованный в 1930-м году. Благодаря проведенным ранее исследованиям, включающим анализ архивных материалов и визуальное дешифрирование космических снимков высокого разрешения, была реконструирована история пожаров в темнохвойных лесах Печоро-Илычского заповедника, начиная со второй половины XIX века (Алейников и др., 2015).
В рамках картографирования пожарных режимов Печоро-Илычского заповедника предложено использовать карту границ бассейнов средних рек в качестве минимальных учетных пространственных единиц. Целью настоящего исследования является разделение территории предгорного и горного участка Печоро-Илычского заповедника на речные бассейны и классификация их на три класса: возможно использование для оценки пожарных режимов, необходимо объединение с ближайшими бассейнами и требуется деление бассейна на менее крупные лесорастительные территории.
В соответствии с исследованием (Алейников и др., 2013) разделение территории Печоро-Илычского заповедника на средние речные бассейны было выполнено с привлечением цифровой модели рельефа (ЦМР). Нами были изучены несколько глобальных продуктов ЦМР для выделения бассейнов исследуемого региона. Использовались глобальные продукты ЦМР ASTER GDEM VERSION 2 и GMTED2010, находящиеся в свободном доступе, а также продукт TanDEM-X, распространяемый на коммерческой основе.
Анализ многолетней статистики повреждений лесов от пожаров в границах бассейнов рек охватывал следующие показатели горимости: количество и частоту пожаров, детектированных региональными службами авиационной охраны лесов от пожаров за период с 1987 по 2011 годы; среднее значение и среднеквадратическое отклонение площади пожара; доля пройденной огнем площади в бассейне рек. Данные об очагах пожаров, детектированных авиационными и наземными способами мониторинга, были пространственно идентифицированы относительно тематической карты наземных экосистем Печоро-Илычского заповедника, созданной по спутниковым данным Landsat-TM\\ETM+ (Ершов и др., 2017). Помимо этого, показатели горимости были найдены по историческим данным о пожарах, произошедших не ранее второй половины XIX века. На основе методов статистического анализа по указанным выше показателям была выполнена оценка их вариабельности внутри бассейна, а также статистическая разделимость ближайших в пространстве бассейнов рек между собой.
В результате проведенного исследования территория предгорного и горного участка Печоро-Илычского заповедника была разделена на речные бассейны, на основании которых выделены учетные пространственные единицы.

Работа выполнена при поддержке фонда РФФИ (проект № 17-05-00300)