Изменение формы лесов на Среднерусской возвышенности в субмеридиональном направлении (количественное описание на основе ландшафтных метрик)

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-471-479

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

П.А. Украинский

Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Федеральнорегиональный центр аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов,
ул. Победы, д. 85, 308015, Белгород, Россия;
E-mail: pa.ukrainski@gmail.com

Аннотация

Статья посвящена количественному описанию геометрической формы лесных массивов на территории Среднерусской возвышенности. Это новое направление в исследованиях инсулярности лесов лесостепной зоны. Оно дополняет существующие работы в области ландшафтной экологии, которые посвящены площади, расположению и фрагментированности лесов в лесостепной зоне. Данное исследование выполнено на четырех ключевых участках размером 30 на 30 км² каждый. Участки выстроены по линии север-юг, и каждый участок расположен в одной из природных подзон Среднерусской возвышенности (подзоны северной, типичной, южной лесостепи и степная зона). Для каждого участка по снимкам со спутника Sentinel-2 в программе ArcGIS 10.5 были закартографированы лесные массивы. Затем в среде для статистических вычислений R с помощью дополнительного пакета landscapemetrics были рассчитаны ландшафтные метрики, которые характеризуют сложность формы лесных массивов. Были использованы шесть ландшафтных метрик: средний индекс описывающей окружности (CIRCLE), средний индекс смежности (CONTIG), средний индекс фрактальной размерности (FRAC), фрактальная размерность связи периметра и площади (PAFRAC), среднее отношение периметра к площади (PARA) и средний индекс формы (SHAPE). Сравнение ландшафтных метрик для разных ключевых участков показало, что сложность формы лесов нарастает в направлении с севера на юг. Это связано с изменением ландшафтной приуроченности лесов. С севера на юг сокращается доля лесов, произрастающих на плакорах и приводораздельных склонах, и увеличивается доля байрачных лесов. Максимальное увеличение сложности формы наблюдается при переходе от лесостепной зоны к степной зоне. Из всех использованных ландшафтных метрик наибольшую чувствительность к изменению формы лесных массивов показали метрики PAFRAC и SHAPE. Эти метрики являются наиболее полезными при сравнении формы лесных массивов на различных территориях.

Ключ. слова

леса, лесостепь, инсулярность, ландшафтные метрики, Среднерусская возвышенность

Список литературы

  1. Горбунов А.С., Бевз В.Н. Высотно-ландшафтные ярусы Центрального Черноземья. Вестник Воронежского отделения РГО, 2010. Т. 11. С. 15–18.
  2. Михно В.Б. Ландшафтные особенности инсулярности дубрав Среднерусской лесостепи. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология, 2012. № 1. С. 14–20.
  3. Терехин Э.А., Чендев Ю.Г. Оценка изменения лесистости в современный период на юге Среднерусской возвышенности с использованием материалов разновременных космических съемок. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2018. Т. 15. № 3. С. 114–126. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-114-126.
  4. Украинский П.А., Терехин Э.А., Павлюк Я.В. Фрагментация лесов верхней части бассейна реки Ворскла с конца XVIII века. Вестник Московского университета. Серия 5: География, 2017. № 1. С. 82–91.
  5. Чендев Ю.Г., Петин А.Н., Серикова Е.В., Крамчанинов Н.Н. Деградация геосистем Белгородской области в результате хозяйственной деятельности. География и природные ресурсы, 2008. № 4. С. 69–75.
  6. Baker W.L., Cai Y. The r.le programs for multiscale analysis of landscape structure using the GRASS geographical information system. Landscape Ecology, 1992. V. 7. P. 291–302. DOI: 10.1007/BF00131258.
  7. Hesselbarth M.H.K., Sciaini M., With K.A., Wiegand K., Nowosad J. Landscapemetrics: an open-source R tool to calculate landscape metrics. Ecography, 2019. V. 42. No. 10. P. 1648–1657. DOI: 10.1111/ecog.04617.
  8. LaGro J. Assessing patch shape in landscape mosaics. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1991. V. 57. No. 3. P. 285–293.
  9. Mandal M., Chattarjee N.D. Geo-statistical analysis to understand nature of forest patch shape complexity in panchet forest division under Bankura district, West Bengal. Indian Journal of Ecology, 2020. V. 47. No. 1. P. 96–101.
  10. Patton D.R. A diversity index for quantifying habitat “edge”. Wildlife Society Bulletin, 1975. V. 3. No. 4. P. 171–173.
  11. Wang W., Pu Y. Analysis of Landscape Patterns and the Trend of Forest Resources in the Three Gorges Reservoir Area. Journal of Geoscience and Environment Protection, 2018. V. 6. No. 5. P. 181–192. DOI: 10.4236/gep.2018.65015.

Для цитирования: Украинский П.А. Изменение формы лесов на Среднерусской возвышенности в субмеридиональном направлении (количественное описание на основе ландшафтных метрик). ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 471–479 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-471-479

For citation: Ukrainskiy P.A. Changes in the form of forests in the Central Russian upland in the submeridional direction (quantitative description based on landscape metrics). InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 1. P. 471–479. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-471-479 (in Russian)