Пространственно-временные особенности современной динамики лесистости на землях сельскохозяйственных угодий (на примере равнинных ландшафтов Пермского Прикамья)

В начале 90-х годов прошлого века лесистость равнинных ландшафтов дифференцировалась в соответствии с природной зональностью.
Конец 80-х – начало 90-х гг. прошлого столетия характеризуется максимальным вовлечением земель в агропромышленное производство. Однако с наступлением кризиса агропроизводственного сектора, вызванного переходом к рыночной экономике, началось массовое сокращение площади возделываемой пашни и появления на их месте геосистем, представленных кустарниковой растительностью и молодым лесом. Существующая на тот момент официальная статистика отмечала лишь изменения, зафиксированные в ведомственных документах (перевод земель из категории земель сельскохозяйственного назначения в иные категории), и не отражала последние изменения, состоявшиеся в процессе формирования новых геосистем. Значительные территории, по официальным документам являвшиеся сельскохозяйственными угодьями, уже могли быть отнесенными к лесным геосистемам.
Фактические данные о лесистости природных ландшафтов (в индивидуальной трактовке) Пермского Прикамья (рис. 1) на начало 1990-х гг. – точки отсчета прироста лесных урочищ на территории сельскохозяйственных угодий были получены в результате дешифрирования разновременных космических снимков программы Landsat за 1988–1989 гг.
Лесистость ландшафтов в начале 1990-х гг. колебалась от 30,9 до 96,58% (табл. 1). Максимальные значения данного показателя соответствовали среднетаежной подзоне, а минимальные – зоне подтайги. Для первой среднее значение лесистости составило 83,7%, для второй – 54,5%. Южнотаежная подзона характеризовалась лесистостью 69,9%. Для двух ландшафтов, большей частью входящих в пределы Пермской городской агломерации и поэтому анализируемой отдельно от зональных геосистем (предполагается высокая степень влияния на динамику лесистости социально-экономических факторов), средняя лесистость составила 70,4%.
Рис. 1. Ландшафтная карта (Назаров, 2011)
Площадь лесного покрова и сельскохозяйственных угодий на 1990-е гг.
Таблица 1
Наименование ландшафта
Общая площадь ландшафта, га
Сельскохозяйственные Лесные геосистемы угодья
га % га % 123456
1. Веслянский
2. Североувальский
3. Тимшерский
4. Кумикушско-Кельтминский 5. Немско-Пильвенский
б. Немско-Березовский
7. Колвинско-Печерский
8. Лологский
9. Косинский
10. Верхнеуролкинский
11. Уролкинский
12. Камско-Вишерский
13. Нижневишерский
14. Яйвинский
Среднее значение
454292,29 573928,18 201836,88 299838,64 195595,79 54766,40 411325,39 555081,36 358566,06 169517,35 355840,26 167329,21 414861,24 522621,20 4735400,27
Средняя Тайга 402202,15
539202,12 194925,18 159704,62 182999,93 34284,71 381163,08 501903,69 276901,20 160264,88 294131,39 129703,21 277516,39 429187,69 3964090,25
88,53 93,95 96,58 53,26 93,56 62,60 92,67 90,42 77,22 94,54 82,66 77,51 66,89 82,12 83,71
–– –– –– ––
82,86 0,04 – –
3148,71 0,77 21087,63 3,80 28623,78 7,98
4611,73 2,72
36011,17
22546,95
11927,40 2,88 29057,94 5,56
157098,98 3,32
10,12 13,47

Окончание табл.1
15. Иньвенско-Обвинский 16. Верхнекондасский
17. Пожвинско-Чермозский 18. Висимский
19. Нытвенско-Очерский
20. Гаревской
23. Добрянско-Шалашинский 24. Лысьвенский
25. Шаквинско-Бардымский
Среднее значение
26. Частинско-Ножовский 27. Сайгатский
28. Усинско-Бардымский 29. Тулвинский
30. Буйский
31. Иреньско-Кунгурский 32. Тюйско-Сарсский
33. Тисовско-Суксунский
Среднее значение
21. Ласвинско-Мулянский 22. Бабкинско-Юговской Среднее значение
1490971,99 242588,56 332055,94 286873,41 631480,95 289134,37 279843,79 634096,68 213337,68 4400383,37
169023,61 250853,41 493791,19 430158,28 176982,39 550488,86 268443,19 161852,61 2501593,54
Южная Тайга 1002734,73
222207,00 241691,35 193463,19 322459,94 188712,44 228815,21 552436,00 123946,04 3076465,90
Подтайга 82073,45
156370,89 253463,02 289486,78 54762,10 243254,94 193777,13 90662,98 1363851,29
67,25 91,60 72,79 67,44 51,06 65,27 81,77 87,12 58,10 69,91
48,56 62,34 51,33 67,30 30,94 44,19 72,19 56,02 54,52
52,90 75,50 70,36
457339,55 13105,74 24505,09 9462,46 301773,46 94550,69 17344,29 41092,49 81844,40 1041018,18
69539,09
72006,94 232237,94 131091,86 111614,97 273327,33 65113,86 60006,97 1014938,96
35272,14 107926,58 143198,71
30,67 5,40 7,38 3,30 47,79 32,70 6,20 6,48 38,36 23,66
41,14 28,70 47,03 30,48 63,07 49,65 24,26 37,08 40,57
20,87 18,77 19,24
Городская агломерация
169034,45 575060,81 744095,26
89425,36 434156,27 523581,62
2. Применение
топографических карт при изучении динамики лесистости показало универсальность метода при использовании на территориях, относящихся к разным природным зонам и типам ландшафта.
Открытые данные космической съемки программы Landsat обеспечивают уникальный многолетний ряд снимков с сохранением геометрии, калибровки, покрытия, спектральных характеристик, качества изображений и доступности данных, что позволило наиболее точно оценить изменения тех или иных процессов.
Методика работы включала в себя следующие основные этапы:
– создание коллекции спутниковых снимков и их предобработка (табл. 2); – создание маски сельскохозяйственных угодий;
– создание масок лесопокрытых территорий шагом в 10 лет;
– анализ изменения лесистости территории ландшафтов.
спутниковых
снимков
программы
Landsat и

Маска лесопокрытых на 1990 гг.
Маска лесопокрытых на 2000 гг.
Маска лесопокрытых на 2010 гг.
Маска лесопокрытых на 2020 гг.
территорий территорий
территорий территорий
Снимки Landsat TM. Даты съемки: 14.02.1988, 28.02.1988, 01.03.1988, 13.03.1989.
Снимки Landsat TM. Даты съемки: 29.03.1998
Снимки Landsat ETM. Даты съемки: 21.02.2000, 27.01.2000, 03.12.2000, 01.12.2001, 01.02.2002, 03.02.2002.
Снимки Landsat TM. Даты съемки: 21.02.2009, 23.02.2009, 16.03.2011, 20.02.2012, 25.03.2012.
Снимки Landsat OLI. Даты съемки: 23.01.2019, 28.01.2020, 17.01.2020, 20.02.2021, 24.02.2021, 27.02.2021.
Этапы обработки данных
Исходные данные исследования
Исходные данные
Таблица 2
Маска сельскохозяйственных угодий
Снимки Landsat TM. Даты съемки: 20.02.1986, 08.01.1987, 10.01.1987, 26.01.1987, 31.01.1987, 14.02.1988, 28.02.1988. Топографическая карта Пермского края 1:100 000.
Данных Единого государственного реестра недвижимости Росреестра.
Геопространственные данные OpenStreetMap. Данные государственного лесного реестра.
Выделение лесопокрытых территорий наиболее эффективно производится по снимкам, полученным в период времени с устойчивым снежным покровом (рис. 2). Использование зимних снимков позволяет наиболее точно определять границы лесопокрытых территорий, благодаря сильному яркостному контрасту между покрытыми снегом безлесными участками и лесной растительностью при условии использования разновременных данных (Peterson, 2004). Для этого используются ближний инфракрасный, красный и зеленый спектральные каналы (комбинация «Искусственные цвета»). Дальнейшая классификация производится при помощи проведения управляемой классификации снимка по методу максимального подобия. Применяемый метод классификации основывается на статистическом подходе, который сводится к расчету вероятности попадания пиксела в тот или иной класс.
Рис. 2. Пример автоматизированного выделения лесопокрытых территорий по снимку зимнего сезона
Поскольку данная методика классификации является управляемой, то первым шагом стало определение эталонных участков, т.е. создание обучающей выборки с формированием двух классов: лесопокрытые и безлесные территории. Формирование обучающей выборки проведено с помощью экспертного дешифрирования с созданием 125–150 обучающих полигонов по каждому классу и для каждого снимка. Описанная классификация производилась в целях определения динамики формирования лесных геосистем, в которых выделяются классы лесопокрытых и не лесопокрытых территорий для каждого десятилетия (1990-е, 2000-е, 2010-е, 2020-е гг.).
При формировании обучающей выборки учитывались результаты выездов на местность, в ходе которых обследовано 156 участков на территории южной части Пермского Прикамья (рис. 3).
В ходе проведения выездных работ было выявлено, что данная методика позволяет дешифрировать территории лесных геосистем с преобладанием сомкнутой древесной и кустарниковой растительности (рис. 4). При подобном анализе нет возможности фиксировать ранние стадии перехода в лесные геосистемы, в особенности с преобладанием травяного яруса, редких кустарников, небольшого подроста с низкой сомкнутостью.

аб
Рис. 4. Типичные участки бывшей пашни, зарастающие молодым лесом: а – Бабкинско-Юговской ландшафт; б – Усинско-Бардымский ландшафт
Полученные границы лесопокрытых территорий потребовали корректировки на основе дополнительных исходных данных. Определение границ нелесных территорий, таких как населенные пункты, площади, находящиеся под водными объектами, объектами инженерной и транспортной инфраструктуры, территории, занятые в промышленном производстве, были скорректированы, опираясь на данные топографической карты Пермского края 1:100 000, Единого государственного реестра недвижимости Росреестра и открытых геопространственных данных OpenStreetMap.
Границы лесных геосистем, на которых временно нарушен лесной покров, связанный с вырубками, ветровалами и прочими негативными явлениями, были скорректированы на основе данных государственного лесного реестра.
Финальным этапом работы являлся анализ изменения лесистости территории ландшафтов на основе полученных скорректированных масок лесопокрытых территорий за период с 1990 по 2020 г. с шагом в 10 лет в границах равнинных ландшафтов Пермского Прикамья.
Данный способ получения информации по динамике залесения показал его универсальность при использовании в ландшафтах, относящихся к разным типам. Динамика процесса по десятилетиям (1990–2000–2010–2020 гг.) в таежных ландшафтах представлена на примере одного из фрагментов Бабкинско- Юговского ландшафта (рис. 5). Подтаежные типы рассмотрены на примере Тулвинского ландшафта (рис. 6), лесостепные – на примере Иреньско-Кунгурского (рис. 7).
Рис. 5. Развитие лесных геосистем в Бабкинско-Юговском ландшафте (окрестности п. Кукуштан, таежный тип ландшафта)
Рис. 6. Развитие лесных геосистем в Тулвинском ландшафте (окрестности с. Красногорка, подтаежный тип ландшафта)
Рис. 7. Развитие лесных геосистем в Иреньско-Кунгурском ландшафте (окрестности с. Опачевка, лесостепной тип ландшафта)
3. Масштабы и скорость изменения лесистости в равнинных ландшафтах контролируются факторами зональности. Максимальные приросты площади лесных геосистем на территории сельскохозяйственных угодий характерны для зоны подтайги, минимальные – для средней тайги. Максимальные скорости развития лесной растительности приходятся на последнее десятилетие (2010–2020 гг.).
Как показал анализ динамики лесистости в пределах Пермского Прикамья, во всех ландшафтах, имеющих в своем составе территории сельскохозяйственных угодий, наблюдается увеличение площади лесных геосистем. Наиболее массово данный процесс проходил на территории наиболее освоенных ландшафтов, где сельскохозяйственные земли составляли значительную долю (табл. 3).
Анализ таблицы показал, что относительный прирост лесных геосистем напрямую зависит от принадлежности территории к той или иной природной зоне. Для средней тайги прирост лесистости составляет 2,77%, для южной тайги – 11,58%, а для подтайги – 19,70%. Изменение лесистости для ландшафтов, расположенных в зоне влияния городской агломерации (10,09%) близок к значениям характерным для южной тайги, к которой данные ландшафты относятся.
Площадь лесных геосистем и их прирост с 1990 по 2020 гг.
Таблица 3
Наименование ландшафта
1. Веслянский
2. Североувальский
3. Тимшерский
4. Кумикушско-Кельтминский 5. Немско-Пильвенский
б. Немско-Березовский
7. Колвинско-Печерский
8. Лологский
9. Косинский
10. Верхнеуролкинский
11. Уролкинский
12. Камско-Вишерский
13. Нижневишерский
14. Яйвинский
Среднее значение
15. Иньвенско-Обвинский 16. Верхнекондасский
17. Пожвинско-Чермозский 18. Висимский
19. Нытвенско-Очерский
20. Гаревской
23. Добрянско-Шалашинский 24. Лысьвенский
25. Шаквинско-Бардымский
Среднее значение
26. Частинско-Ножовский 27. Сайгатский
28. Усинско-Бардымский 29. Тулвинский
30. Буйский
31. Иреньско-Кунгурский 32. Тюйско-Сарсский
33. Тисовско-Суксунский
Среднее значение
21. Ласвинско-Мулянский 22. Бабкинско-Юговской
Среднее значение
тыс.га
+1,63 +0,73 +0,29 +1,02 +0,18 +0,23 +3,34 +18,38 +24,26 +3,59 +27,84 +18,25 +13,13 +18,15 +131,00
+226,40 +6,37 +2,36 +5,78 +168,64 +32,92 +8,41 +16,79 +41,58 +509,26
+30,17
+32,77 +132,59 +67,23 +30,00 +146,06 +23,46 +30,49 +492,75
+9,35 +58,26 +75,04
2020 гг. % тыс.га
%
1990 гг. тыс.га %
Средняя Тайга
402,20 88,53
539,20 93,95 194,93 96,58 159,70 53,26 183,00 93,56
34,28 62,60 381,16 92,67 501,90 90,42 276,90 77,22 160,26 94,54 294,13 82,66 129,70 77,51 277,52 66,89 429,19 82,12
3964,09 83,71
Южная Тайга
1002,73 67,25
222,21 91,60 241,69 72,79 193,46 67,44 322,46 51,06 188,71 65,27 228,82 81,77 552,44 87,12 123,95 58,10
3076,47 69,91
Подтайга
82,07 48,56
156,37 62,34 253,46 51,33 289,49 67,30
54,76 30,94 243,25 44,19 193,78 72,19
90,66 56,02
1363,85 54,52
Городская агломерация 96,84 57,29
434,16 75,50
523,58 70,36
Прирост с 1990 по 2020 гг.
+0,36 403,83 +0,13 539,93 +0,14 195,22 +0,34 160,72 +0,09 183,18 +0,42 34,51 +0,81 384,50 +3,31 520,28 +6,77 301,16 +2,11 163,85 +7,82 321,97
+10,91 147,95 +3,17 290,65 +3,47 447,34 +2,77 4095,09
+15,19 1229,13 +2,63 228,58 +0,71 244,05 +2,01 199,24
+26,71 491,10 +11,38 221,63 +3,00 237,23 +2,65 569,23 +19,49 165,53
+11,58 3585,73
+17,84 112,24 +13,06 189,14 +26,85 386,05 +15,63 356,72 +16,95 84,76 +26,53 389,31
+8,73 217,24 +18,83 121,15 +19,70 1856,60
+5,53 106,19 +10,13 492,42 +10,09 598,62
88,89 94,08 96,72 53,60 93,65 63,02 93,48 93,73 83,99 96,65 90,48 88,42 70,06 85,59 86,48
82,44 94,23 73,50 69,45 77,77 76,65 84,77 89,77 77,59 81,49
66,40 75,40 78,18 82,93 47,89 70,72 80,92 74,85 74,22
62,82 85,63 80,45

В первую очередь залесению подвергались мелкоконтурные пашни,
сенокосы и луга, расположенные в виде вкраплений в лесные массивы. Залесение территории лесной растительностью происходило поступательно, начиная от границы существующих лесных массивов в глубь полей. Как правило, первыми из оборота исключались участки, наименее удобные в сельскохозяйственном использовании. К таким территориям относились поля, расположенные на значительном удалении от населённых пунктов и имеющие неразвитую дорожную сеть. Переставали использоваться участки с высокими значениями уклона и сильно расчлененным рельефом. В дальнейшем процессы зарастания полей массово фиксировались и вблизи населенных пунктов, по мере потери интереса крупных аграрных предприятий к сельскохозяйственному использованию таких земель.
Изучение современной динамики лесных геосистем в таежной и подтаежной зонах Пермского Прикамья, которые характеризуются крайне неравномерной сельскохозяйственной освоенностью, целесообразно проводить на опорных (ключевых) природных территориальных комплексах. Геосистемы, выбранные для подобного исследования, наиболее полно отражают и характеризуют зональные особенности восстановления лесов в каждой из природных зон и/или подзон. Критерием для выбора опорных участков, в качестве которых выступают ландшафты в региональной (индивидуальной) трактовке, стали параметры их лесистости на начало 1990-х гг. прошлого столетия, а именно минимальные значения данного показателя. При таком подходе величины прироста лесных территорий ландшафтов будут наилучшим образом иллюстрировать динамические изменения наращивания доли лесов в пределах природных зон и подзон.
В качестве опорных ландшафтов были выбраны (в скобках указаны номера в соответствии с картой ландшафтного районирования, см. рис. 1):
для подзоны средней тайги – Косинский (9) и Камско-Вишерский (12);
для подзоны южной тайги – Нытвенско-Очерский (19), Шаквинско- Бардымский (25);
для подтаежной зоны – Сайгатский (27), Усинско-Бардымский (28), Иреньско-Кунгурский (31). Последний одновременно является и специальным ландшафтом, относящимся к лесостепному типу ландшафта;
для городской агломерации выбран специальный ландшафт – Бабкинско-
Юговской (22).
Рассматривая динамику лесистости ландшафтов по десятилетиям следует
отметить различия в скоростях этого процесса для разных природных зон, подзон и специальных ландшафтов, к которым относятся опорный ландшафт для городской агломерации (Бабкинско-Юговской) и лесостепной (Иреньско- Кунгурский) (табл. 4).
Скорость залесения опорных участков показывает, что для ландшафтов средней тайги пик увеличения лесной растительности приходится на второе десятилетие, затем происходит снижение интенсивности данного процесса. По- видимому, это объясняется изначально невысокими значениями площадей сельскохозяйственных угодий, на которых стало возможным появление новых лесных геосистем. Причиной можно также считать низкую степень сельскохозяйственного освоения данной территорий и вследствие этого быструю потерю интереса аграрных предприятий к ней.
Прирост лесистости в опорных и специальных ландшафтах, %
Таблица 4
No ландшафта*
12
Ср. значения
25
Ср. значения
28
Ср. значения
прирост с 1990 1990 по 2000
гг.
77,22 +2,02 77,51 +2,81 77,31 +2,27
51,06 +7,26 58,10 +7,41 52,84 +7,30
62,34 +4,79 51,33 +6,13 55,03 +5,68
2000
Лесистость, % прирост с
2000 по 2010 гг.
2010
82,92 85,26 83,66
65,60 69,68 66,63
68,76 61,62 64,03
55,47
прирост с 2000 по 2020 гг.
+1,06 +3,16 +1,73
+12,17 +7,91 +11,10
+6,64 +16,56 +13,22
+15,25 +6,48
2020
83,98 88,42 85,39
77,77 77,59 77,73
75,40 78,18 77,24
70,72 85,63
Средняя Тайга
79,24 +3,68 80,32 +4,94 79,58 +4,08
Южная Тайга
58,33 +7,28 65,51 +4,17 60,14 +6,49 Подтайга
67,12 +1,63 57,45 +4,17 60,71 +3,32
Подтайга (лесостепной тип)
44,19 +0,01 44,19 +11,28
Городская агломерация
22
* номер ландшафта соответствует номеру, приведенному в табл. 2.
75,50 +1,96 77,46 +1,69
79,15

В ландшафтах южной тайги значительный прирост новых лесных геосистем произошел в первое десятилетие (7,3%). В большинстве случаев леса возрождались на территориях небольших полей, лугов и сенокосов, часто встречавшихся в виде вкраплений в лесные массивы. В период с 2000 по 2010 г. наблюдался небольшой спад в интенсивности данного процесса. Почти двукратное увеличение скорости залесения (11,1%) происходит в последнее десятилетие, что становится главной особенностью развития процесса для всех ландшафтов, лежащих к югу от средней тайги.
В ландшафтах подтаежной зоны снижение скорости прироста лесистости фиксировалось во второе десятилетие, но затем, также, как и в ландшафтах южной подзоны, происходил ее скачек – прирост на 12,5% в период с 2010 по 2020 г. Территория подтаежной зоны в Пермском Прикамье была и сегодня остается наиболее развитой и востребованной в сельскохозяйственном использовании. Возможно, именно поэтому относительно умеренные темпы сокращения обрабатываемых площадей сохранялись в первые два десятилетия с начала 1990-х гг.
В первое десятилетие территория Иреньско-Кунгурского (31) ландшафта не подвергается залесению в связи сохранением интенсивного землепользования на наиболее плодородных почвах. Основной прирост приходится на два последних десятилетия, где лесистость ландшафта увеличивается с 44,19 до 70,72%.
Для Бабкинско-Юговского ландшафта (22), располагающегося в пределах городской агломерации, наблюдается такая же тенденция, как и для южнотаежных ландшафтов – основной прирост лесных геосистем произошел в последнее десятилетие. Отличие состоит лишь в том, что из-за близости к городу темпы залесения в нем в первые два десятилетия поддерживались на уровне всего 1,7– 2,0%. С 2010 г. скорость залесения составила уже почти 6,5%. Причиной трехкратного ускорения, по-видимому, следует считать увеличение темпов поляризации аграрного пространства, происходящего в Пермской городской агломерации в последнее десятилетие (Блусь, Ганин и др., 2016). На смену землеемкому экстенсивному ведению сельского хозяйства приходит ареальное. Другой причиной массового забрасывания ранее обрабатываемых земель, безусловно, является косвенное влияние ядра агломерации, приводящее к определенной деградации системы расселения и трансформации функций
сельской местности. Одним из проявлений данного процесса явился достаточно
ощутимый исход трудоспособной части населения из деревень в пригородные села и Пермь.
Более детально прирост лесных территорий на землях бывших сельскохозяйственных угодий и интенсивность данного процесса в пределах опорных и специальных ландшафтов можно проследить на примере анализа изменения площадей типов почв залесенных геосистем.
На рис. 8 представлена динамика зарастания выделов почв, относящихся к разным типам, расположенным в пределах опорных и специальных ландшафтов. Как видно из графика, «стартовая» (на 1990 г.) степень лесистости в пределах рассматриваемых групп почв имеет тесную связь с их плодородием – чем оно выше, тем ниже степень лесистости почвенных выделов. Смена данной закономерности отчетливо проявляется в самой нижней части диаграммы. Прибавка лесных геосистем в пределах торфянисто-подзолистых глеевых, торфяных болотных верховых и низинных почв в последние три десятилетия не велика, поскольку «не лесные» территории в пределах их выделов занимали в основном не сельскохозяйственные угодья, а неудобицы – сырые луга и болота.
Роль почвенных условий в дифференциации земель на используемые в сельском хозяйстве и переводимые в залежи (в последствии многие из них постепенно переходили в молодые леса) также имеет определенное значение в изменении пространственно-временной структуры земель в Пермском Прикамье. В первую очередь забрасывались наименее плодородные и/или наиболее трудные для обработки почвы – дерново-глееватые, торфяно-болотные и дерновые тяжелосуглинистые.
Чернозем оподзоленный Темно-серые лесные Светло-серые лесные Серые лесные Дерновые Аллювиальные дерновые Дерново-слабоподзолистые Дерново-мелкоподзолистые Дерново-глееватые Дерново-неглубокоподзолистые
Дерново-глубокоподзолистые Неглубокоподзолистые Подзолы Мелкоподзолистые Почвы овражно-балочного комплекса Торфянисто-подзолистые глеевые Торфяные болотные верховые Торфяные болотные низинные
Лесные геосистемы на 1990
35,14 29,71
24,59 24,26
31,87 38,11
30,89 33,69
37,94 30,32
18,73 19,46
28,88
9,47 9,30
6,92 8,03
3,42 5,82
32,99 32,18
44,52 42,04
32,26
48,74
56,28 57,97
46,01
53,22 64,70
Лесные геосистемы на 2020 Не лесные геосистемы
29,80
81,23 85,04
90,76 86,98
94,08
1,28
20,94
24,99
22,56 25,11
27,11 3,30
54,89
3,44
9,58 1,96
3,96
19,68 32,00
43,83 53,46
32,33
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
14,21
Рис. 8. Диаграмма залесения почвенных выделов на территории опорных и специальных ландшафтов Пермского Прикамья за период с 1990 по 2020 г.
Анализ залесения самых плодородных типов почв (темно-серых, светло- серых и серых лесных), расположенных в пределах таежной и подтаежной зон, показал, что в подтаежной зоне данный процесс проходил активней на 5–10%. Увеличение лесистости для относительно плодородных аллювиально дерновых почв проходило от среднетаежной подзоны, через южнотаежную подзону к подтаежной зоне (соответственно – 8,09, 27,40, 25,83%). Для почвенных выделов с более низкой степенью плодородия направленность изменения скорости залесения сменяется на противоположную. Для пары южная тайга и подтайга значения прироста для дерново-слабоподзолистых почв составляют соответственно 29,37 и 14,72%, дерново-мелкоподзолистых – 27,69 и 17,95%.
Для территории Бабкинско-Юговского ландшафта группы дерново- подзолистых почв продемонстрировали средние темпы увеличения лесистости, в сумме составляющие 87,1% от всей площади геосистемы.
Для Иреньско-Кунгурского ландшафта, при наличии определенной
схожести с другими ландшафтами по направленности развития лесных геосистем, скорость и масштабы залесения имеют и некоторые различия. На первостепенную роль природных факторов в регулировании скорости и масштабов увеличения доли лесных геосистем в таежном и лесостепном типах ландшафтов наиболее четко указывают их стартовые позиции в этом процессе. Если для Иреньско- Кунгурского ландшафта сокращение доли сельскохозяйственных угодий началось со значения 44,19% лесистости, то, например, в Бабкинско-Юговском – с 75,50%, при этом скорость последующего прироста лесных геосистем у первого была в 2,5 раза выше, чем у второго. Различия между ландшафтами состоят и в более ранней – с началом 2000-х гг. активизации выпадения земель из сельхозоборота у Иреньско-Кунгурского ландшафта, в то время как в Бабкинско-Юговском это стало происходить только с 2010 г.
Рассматривая вопрос о различиях в скорости и масштабах развития лесной растительности на землях, расположенных в разных типах ландшафта, нельзя обойти вниманием и проблему их устойчивости к антропогенным воздействиям (возмущающим факторам). Как показали результаты изучения динамики лесных геосистем в пределах лесостепного ландшафта фитогенные механизмы его устойчивости однозначно поддержали «лесной» путь (вариант) сукцессионных изменений. За это говорят высокие темпы и масштабы залесения забрасываемых сельхозугодий. По-видимому, длительное освоение ландшафта под сельское хозяйство привело к значительной трансформации механизмов его устойчивости как системы. Разрушение «памяти биоты» антропогенной геосистемы привело к подключению «потенциала инвариантности» – географического фона с его относительно константными зональными физическими и химическими характеристиками (Коломыц, 2014). Межсистемный обмен с окружающими Иреньско-Кунгурский ландшафт таежными (лесными) геосистемами обеспечил привнос семян растений и «лесной путь» восстановительных сукцессий. На высокую скорость и масштабы залесения лесостепного ландшафта, безусловно, повлиял и высокий процент плодородных почв в его пределах.
Сравнительный анализ значений показателей распространения лесных геосистем в пределах таежных ландшафтов и лесостепного ландшафта путем замещения антропогенных комплексов на природно-антропогенные («дичающие» по (Терехин, 2013)) косвенно подтверждает мнение ряда физикогеографов, что
степь и лесостепь – явления преимущественно антропогенного происхождения, и
лес по сравнению с ними имеет более высокие конкурентные особенности (Терехин, 2018; Тишков, 1986, 1989).
Выводы
1. Благодаря высокому пространственному охвату, доступности и возможности разновременного анализа материалы космической съемки Landsat оптимальны в качестве исходных данных для анализа лесистости.
2. С использованием методов дистанционного зондирования Земли установлены различия в лесистости природных зон и подзон. Лесистость на начало 1990-х гг. в средней тайге составила 83,7%, южной тайге – 69,9%, подтайге – 54,5%. На современном этапе (2020-е гг.) лесистость составила 86,5%, 81,5% и 74,2% соответственно.
3. Классификация по методу максимального подобия космических снимков, полученных в период времени с устойчивым снежным покровом среднего пространственного разрешения, позволяет получить данные о скорости и масштабах развития лесных геосистем на территории сельскохозяйственных угодий.
4. В ландшафтах средней тайги пик увеличения лесной растительности приходится на второе десятилетие (2000–2010 гг.), в южной тайге, подтаежной зоне и лесостепном ландшафте – в последнее десятилетие (2010–2020 гг.).
5. Динамика лесистости Бабкинско-Юговского ландшафта в пределах Пермской городской агломерации демонстрирует резкий прирост лесных геосистем в последнее десятилетие, что может быть связано с косвенным влиянием ядра агломерации, приводящим к определенной деградации системы расселения и трансформации функций сельской местности.
6. Анализ залесения почвенных групп в пределах равнинных ландшафтов выявил, что в первую очередь забрасывались наименее плодородные, а также наиболее трудные для обработки почвы (дерново-глееватые, торфяно-болотные и дерновые тяжелосуглинистые). Самые плодородные группы почв (черноземы оподзоленные, темно-серые, светло-серые и серые лесные), подверглись активному залесению во второе и третье десятилетия.
7. Распространение лесных геосистем в пределах лесостепного ландшафта демонстрирует замещение антропогенных комплексов на природно-
антропогенные. В Пермском Прикамье лесостепь имеет антропогенное
происхождения, и лес по сравнению со степными биоценозами имеет более высокие конкурентные способности к возобновлению.