Спутниковый мониторинг ельников заказника «Озеро Щучье»

А.А. Тронин, А.В. Киселев, С.Г. Крицук, Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Заказник «Озеро Щучье» хорошо знаком и любим многими петербуржцами как прекрасное место летнего отдыха и зимних прогулок на лыжах. Заказник находится в Курортном районе Санкт Петербурга на границе с Ленинградской областью и представляет собой уникальный природный объект, созданный для сохранения массива типичных для Карельского перешейка таежных лесов и комплекса водно-ледниковых форм рельефа. В состав заказника площадью 1157 гектаров входит крупнейший елово-сосновый таежный массив в пределах Санкт-Петербурга, в котором особую ценность представляют участки старовозрастных еловых лесов. Возраст некоторых деревьев достигает 150–160 лет. По-видимому, это наиболее старый массив елей в нашем городе. Хвойные леса составляют 88,7% территории заказника, из них 12,4% – еловые, 32,1% – елово сосновые и сосново-еловые, 44,2% – сосновые.

Несмотря на хозяйственное освоение местности и близость Санкт-Петербурга, уникальные природные заказника не претерпели комплексы значительных изменений: его хвойные леса и болота остаются мало нарушенными.

Государственный природный заказник регионального значения «Озеро Щучье» был образован в 2011 году, что позволило сохранить этот уникальный уголок Карельского перешейка от неконтролируемой рекреационной нагрузки. Заказник окружен поселениями с высокой посещаемостью (особенно в летнее время) – Зеленогорск, Решетниково, Ленинское, Комарово – и продолжает испытывать высокое антропогенное воздействие.

Для оценки состояния ельников были использованы спутниковые снимки, которые позволили оценить масштаб и скорость развития процессов усыхания ели в заказнике. Наилучшим образом состояние растительности отражают так называемые вегетационные индексы, построенные по данным спутниковых съемок. Вегетационные индексы относятся к классу спектральных индексов, т. е. для получения этих индексов используется информация в разных участках спектра: зеленом, красном, инфракрасном.

Основные типы лесов заказника

Спутниковые данные позволили определить места максимального снижения значений вегетационного индекса, которые связаны с угнетением растительности, в нашем случае – с усыханием и гибелью ельников.

Анализ спутниковых данных показал, что практически все ельники заказника в разной степени пострадали. Особенно сильно пострадали массивы ельников на западной и восточной границах заказника, а также в южной его части, к югу от Брусничной горы. Следует отметить, что и за пределами заказника наблюдаются такие же процессы усыхания ельников. Здесь уместно напомнить, что северная и северо-восточная границы заказника являются административными границами Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Вегетационный индекс на территорию заказника 21 августа 2020 года (слева) и 21 августа 2023 года (справа). ОЩ – пробные площадки Ботанического института РАН

Как отмечалось выше, территория заказника и окружающие его земли подвержены высокой антропогенной нагрузке, источником которой являются как посетители заказника, так и расположенные вокруг транспортные артерии и населенные пункты. Значительные изменения вегетационных индексов за пределами заказника обычно объясняются индивидуальным жилищным и дорожным строительством и другими видами хозяйственной деятельности, что находит отражение в падении индексов в восточной и северной частях снимков. Но на территории заказника и его ближайшего окружения не ведется активного строительства, и появление областей значительного падения индексов связано с процессами повреждения еловых лесов. Выполненные в течение 2022- 2024 годов наземные полевые исследования полностью подтвердили данные спутниковых наблюдений.

Изменения площади и состояния лесов заказника «Щучье озеро» по спутниковым данным на 2023 год. Изменения площади и состояния лесов заказника «Щучье озеро» по спутниковым данным на 2023 г. по сравнению с 2018 г.

Спутниковые данные позволили определить расположение участков леса, наиболее пострадавших от усыхания ели. По рядам спутниковых данных были вычислены потери леса. На рисунке показаны потери леса в заказнике, подсчитанные на основе этих данных. На 2023 год потери леса в заказнике составляют 13,8 гектара, что означает приблизительно 1,3% от общей площади лесов. Потери ельников достигают 8,2 гектара, что составляет приблизительно 6% от площади ельников. Площади поврежденных лесов по результатам классификации оцениваются в 29,1 гектара (2,7% от площади лесов) на 2022 год и 51,4 гектара (4,8%) на 2023 год. От усыхания ели пострадали не только ельники, но и участки смешанных елово-сосновых и сосново-еловых лесов. Таким образом, можно утверждать, что есть существенная угроза экологической безопасности лесных экосистем заказника.

Применяемая технология анализа вегетационных индексов является традиционной в дистанционном зондировании, что не делает ее менее полезной в прикладных исследованиях. Относительно новое направление исследования лесов с помощью дистанционных методов связано с использованием лазерного сканирования поверхности со спутника для определения высоты деревьев, а затем и запасов древесины.

Профиль спутникового лазерного сканирования через заказник «Щучье озеро». Цифры показывают высоту деревьев

Судя по данным спутниковых и наземных наблюдений, повреждения ельников на территории заказника начали регистрироваться в 2021 году, а значительный прирост площадей произошел в 2022 году. Причина повреждения и усыхания еловых лесов на территории заказника «Щучье озеро», по-видимому, кроется в массовом размножении особо опасного вредителя леса – короеда-типографа, на что указывают характерные ходы короеда-типографа под корой.

Этот вредитель леса широко распространен в хвойных, преимущественно еловых лесах России. При определенных метеорологических условиях, таких как теплая и сухая погода, короед-типограф может резко увеличивать свою численность, приводя к гибели лесных насаждений на значительных площадях. Вспышка численности могла быть инициирована климатическими условиями в регионе: малоснежной и теплой зимой 2019/2020 годов и летней засухой в 2021 году. Так, в Санкт-Петербурге в июле 2021 года среднемесячная температура составила 23,1 °С, что является вторым рекордом после июля 2010 года. Количество осадков в июне 2021 года составило 22 мм при норме 62 мм, а в июле – 50 мм при норме в 82 мм. Такие условия способствуют лёту жуков, который начинается при превышении температуры воздуха +18 °С. Одна из последних массовых вспышек численности короеда= типографа произошла в 2011–2014 годах в Центральной России, где особенно пострадала Московская область. Отмечалось, что вспышка была вызвана аномальной жарой 2010 года.

В настоящее время за границами заказника проводятся ограниченные рубки усохших ельников и высаживается сосна. На территории заказника площадных рубок сухих ельников на конец 2024 года не зафиксировано.

Рубки и корчевание погибших ельников, высадка сосны на западной границе заказника «Щучье озеро», 13 августа 2024 года

Судя по всему, перед нами яркий пример влияния климатических изменений на леса средней полосы. Так называемая адаптация к климатическим изменениям пошла по ускоренному сценарию. В теории существует два пути адаптации: эволюционный – медленный путь, когда вслед за потеплением климата появляются все более теплолюбивые растения (интересно отметить, что на территории заказника повсеместно встречается в подлеске дуб). Другой путь – революционный, когда происходит радикальная смена экосистемы. Мы видим и это направление развития в заказнике: огромная масса сухих деревьев представляет собой идеальное топливо для лесного пожара, который может уничтожить заказник. После пожара лес возродится, но он уже будет другим.

Чтобы избежать этого и сохранить жемчужину природы Карельского перешейка – заказник «Щучье озеро», необходимо провести лесопатологическое обследование, составить карты поврежденных ельников, провести щадящие рубки усохших ельников, провести посадку деревьев. Следует отметить, что усыхание ельников идет и вокруг заказника, а это требует согласованных действий администраций как Санкт-Петербурга, так и Ленинградской области. По-видимому, возрождение чистых ельников на территории заказника нецелесообразно, и следует рассмотреть перспективу посадок ели в сочетании с сосной и березой.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс