Публикации автора

Разработана и апробирована методика автоматизированного картирования древостоев на основе точечно распределенных данных о местоположении деревьев в пространстве. В основу методики положен оригинальный алгоритм, основанный на разбиении исследуемого пространства на ячейки Вороного с последующей их класификацией по густоте древостоя и объединением в выделы следущих типов фитоценохор: лес, редколесье, редина и тундра с отдельно стоящими деревьями. Разработанная методика картирования растительности на основе точечно распределенных данных и пороговых значений густоты древостоев и площади выделов решает проблему субъективности традиционного геоботанического картирования за счет формализации всех его этапов. На примере района исследований, расположенного на юго-восточном макрослоне горного массива Рай-Из, создана карта фитоценохор с использованием разработанной методики данных, полученных в результате дешифрирования крон деревьев лиственницы сибирской на аэрофотоснимках, снятых при помощи беспилотного летательного аппарата.

В районе исследований, расположенном на юго-восточном макросклоне горного массива Рай-Из (Полярный Урал, Ямало-Ненецкий автономный округ, Россия), изучены особенности распределения снежного покрова в экотоне верхней границы древесной растительности. На основе данных прямых измерений глубины снега на четырех высотных снегомерных профилях установлены количественные различия в глубине снежного покрова в градиенте высоты местности и густоты древостоя. На участке исследуемой территории с более выраженным мезо- и микрорельефом медианные значения глубины снега достоверно различаются в 2,7–2,9 раза, тогда как на более пологом участке с менее выраженным рельефом – примерно в 1,2–2,3 раза. Варьирование глубины снега в тундре с отдельно стоящими деревьями в 1,5–3,0 раза выше, чем в области лиственничных редин, редколесий и лесов. На слабо облесенных участках исследуемой территории на вершинах бугров и гряд глубина снежного покрова, как правило, находится в интервале 0,10–0,20 м; на наветренных участках этих форм рельефа глубина снега варьирует от 0,5 до 1,5 м, а наибольшей глубины снежный покров достигает на заветренных нижних частях бугров и гряд ‒ от 1,0 до 2,0 м. Деревья выступают препятствием для ветрового переноса снега, формируя за группами деревьев снежные наносы, глубина которых на 0,5–1,0 м больше, чем глубина снежного покрова перед препятствием. Снег обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Негативное влияние низких значений температуры на молодые экземпляры лиственницы сибирской происходит при небольшой глубине снежного покрова, не способного защитить их от действия этого фактора. Второй фактор, негативно влияющий на древесные растения, ‒ снеговая корразия ствола и ветвей, находящихся выше уровня снега. Большие сугробы (2 м и более) также негативно влияют на молодые экземпляры лиственницы из-за позднего освобождения напочвенного покрова от снега, сокращая и без того достаточно короткий вегетационный период. Положительная роль снега обусловлена его защитой от низких температур и снеговой корразии при оптимальной глубине снежного покрова.

В статье представлены результаты количественной оценки пространственновременной динамики климатических параметров Уральского федерального округа (УрФО) за период 1950–2049 гг. С использованием данных реанализа ERA5 и сценарного моделирования (модель BCC-CSM1-1-M, сценарий RCP 8.5) проанализированы тренды приземной температуры воздуха и атмосферных осадков. Для оценки климатической нестационарности применен метод ядерной оценки плотности вероятности (KDE), а для локализации трендов – многомерное кластерное зонирование с использованием алгоритма K-Means. Установлено, что на исследуемой территории сформирован устойчивый тренд к повышению температуры (до плюс 4,04 °C к 2045–2049 гг. относительно базового периода 1950–1954 гг.) и увеличению количества атмосферных осадков. Выявлено, что на фоне интенсивного потепления климата в северных широтах формируется контрастный режим увлажнения, при этом максимальная межгодовая изменчивость пятилетних сумм осадков характерна для наиболее увлажненных районов. Анализ распределений плотности вероятности сумм атмосферных осадков показал рост их дисперсии (увеличение стандартного отклонения с 70,50 мм до 75,83 мм), что свидетельствует о нелинейном увеличении частоты климатических экстремумов. Полученные результаты и разработанные схемы климатического районирования могут быть использованы для целей экологического мониторинга, оценки лесопожарной опасности, а также учета возможных изменений климата при планировании и проведении лесохозяйственных мероприятий в условиях регионального изменения климата.

Представлен анализ перспектив применения золоотвалов в целях создания карбоновых ферм, ориентированных на долговременное депонирование углерода и выращивание сосновой древесины. Приведена характеристика искусственных сосновых насаждений, созданных на рекультивированном золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС. Описаны особенности технологии рекультивации и проведенных лесоводственных мероприятий, включая процесс нанесения слоя почвогрунта и организации ухода за культурами в первые годы после посадки, что имеет ключевое значение для их успешного роста. Представлена схема размещения постоянных пробных площадей, обеспечившая возможность получения надежных данных о росте древостоев по запасу. Установлена динамика накопления депонированного углерода в биомассе сосновых древостоев. Оценена суммарная величина запаса углерода, формируемого сосновыми насаждениями на всей площади золоотвала (11,8 тыс. т). Установлено, что сосновые насаждения в надземной фитомассе к 30-летнему возрасту накапливают в древесине 107 т/га углерода при запасе древесины 290 м3/га. Выявлено, что среднегодовой прирост древесины в сосняках на золоотвале составляет 9,7 м3/га, что существенно превышает показатели естественных сосновых насаждений на сопредельных территориях. Рассмотрены особенности противопожарного устройства карбоновой фермы на золоотвале и обоснована неприемлемость устройства минерализованных полос. Изложены предложения по снижению пожарной опасности, включая прикатывание травы, обязательную обрезку нижних сучьев и организацию оперативного контроля за состоянием растительного покрова. Сделан вывод о высокой перспективности техногенных ландшафтов для решения задач климатической политики и развития лесных проектов по депонированию углерода.