По инициативе Научного совета АН СССР по проблемам леса, Института леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР и Советского комитета по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера» в сентябре 1985 г. в Красноярске проводилось Всесоюзное совещание «Система мониторинга в защите леса».
В работе совещания приняли участие представители 7 академических и 11 отраслевых институтов, 13 вузов, 8 опытных станций и производственных организаций из 10 союзных и 5 автономных республик.
На этом совещании были рассмотрены научные основы организации контроля за активностью дендрофильных насекомых, определяющей их роль в лесных биогеоценозах. Совещание отметило, что лесоэнтомологический мониторинг будет функционировать как составная часть мониторинга лесных экосистем, что соответствует задачам научно-технического прогресса в лесном хозяйстве. Решение задач лесоэнтомологического мониторинга связано с изучением специфики популяционных процессов, характерной для различных уровней численности дендрофильных насекомых. В связи с этим необходимы длительные наблюдения по унифицированным программам за отдельными видами и группами насекомых с различными типами динамики численности. При этом должны использоваться как существующие методы, получившие широкую апробацию в системе надзора, так и принципиально новые методы получения и анализа информации — аэрокосмические, биофизические, физиолого-биохимические, эколого-математическое моделирование и др. Это требует существующего улучшения квалификации специалистов служб защиты леса, целенаправленной подготовки ученых и производственников по программе лесного мониторинга.
Программа лесоэнтомологического мониторинга предусматривает: анализ состояния насаждений и популяций лесных насекомых в конкретной экологической обстановке; прогнозирование динамики численности насекомых и степени их воздействия на лесные биогеоценозы; принятие оптимальных решений по сохранению стабильности лесов с учетом их средообразующих функций и хозяйственного значения.
Экологическую основу для лесоэнтомологического мониторинга составляют оригинальная методика количественного анализа популяций лесных насекомых, основанная на новой классификации типов динамики их численности, методик анализа взаимодействия насекомых и их кормовых пород и ландшафтный подход.
Объектами лесоэнтомологического мониторинга служат не только виды, дающие периодические вспышки массового размножения, но и потенциально опасные виды, а также виды-индикаторы, которые остро реагируют на изменение экологической обстановки в лесных экосистемах и соответственно реализуют свою численность, постоянная регистрация которой во многих случаях может обеспечить достоверность прогнозов. Прогнозирование примет более совершенную форму. Предусматривается 4 вида прогнозов:
сверхдолгосрочные (многолетние, на 10 и более лет) для выбора оптимального режима лесозащиты в крупных лесохозяйственных регионах;
долгосрочные, определяющие вероятность развития вспышек массового размножения с заблаговременностью не менее 3 лет; эти прогнозы обеспечивают разработку оптимальных вариантов стратегии лесохозяйственных мероприятий, направленных на своевременное выявление вспышек массового размножения насекомых;
среднесрочные (годовые), устанавливающие ожидаемую фазу вспышки в границах конкретного района и потенциальную угрозу насаждениями в очагах разного типа; по этим прогнозам определяют объем и тактические варианты лесозащитных мероприятий;
краткосрочные (до 2 месяцев) по погодной и экологической ситуации текущего года, с помощью которых уточняют долгосрочные и годовые прогнозы и обеспечивают внесение изменений в оперативные планы лесозащитных мероприятий.
Кроме дендрофильных насекомых, не меньший вред лесному хозяйству наносят эпифитотии грибных болезней, которые могут охватывать большие территории и носить глобальный характер, а также стихийные бедствия, промышленные выбросы, массовые повреждения лесных культур грызунами и копытными. Все это должно быть в поле зрения единой службы охраны и защиты леса, сложившейся традиционно.
Возможность использования дистанционных методов для осуществления лесного мониторинга увеличивается благодаря расширению масштабов исследований и непрерывному повышению разрешающей способности изображений, получаемых с помощью аэрокосмической аппаратуры. Но эта возможность может быть эффективно реализована лишь при наличии целенаправленной и хорошо продуманной технологии, в полную меру использующей информацию, которую несут в себе эти изображения.
Глобальные, региональные, локальные космические изображения образуют непрерывный иерархический ряд масштабов, который можно продолжить разномасштабными аэрофотоснимками и закончить сверхкрупномасштабной регистрацией с малых высот, проводимой с вертолетов. Благодаря этому природные комплексы земли можно достоверно изучать и оценивать с любой степенью детальности, что позволит резко сократить объем натурных работ и основную часть их осуществлять камерально на основе анализа аэрокосмических материалов. Эффективность такого подхода доказана разработкой и опробированием структурно-экологического метода выявления и классификации природно-территориальных комплексов (ПТК) на основе дешифрирования и интерпретации аэрокосмических изображений. Метод базируется на научной концепции ПТК, созданной в 60-е гг. школой Н. А. Солнцева. Суть метода заключается в последовательном многоступенчатом изучении структуры ландшафта с помощью системы разномасштабных и разновеликих ключевых участков. Последовательное многоступенчатое изучение ландшафтов совмещается с ландшафтным картированием. На ключах I порядка (масштабы 1:5000000—1:7500000) изучаются и картируются ландшафты, на ключах II порядка (1:1000000—1:500000) — виды местностей и сложных урочищ; на ключах III порядка (1:100000—1:50000) в пределах видов местностей изучаются урочища и подурочища; в пределах видов урочищ на ключах IV порядка (масштабы 1:10000—1:2500) изучается и картируется фациальная структура. На ключевых участках III порядка уже возможно проектирование мест закладки ландшафтных профилей для наземного изучения строения и экологии фаций.
Из многочисленных исследований по самой разнообразной тематике следует, что ландшафтная структура определяет многие стороны динамических процессов, происходящих в лесах, и может служить надежной основой для их изучения, в том числе и экологической основой лесоэнтомологического и прочих видов лесного мониторинга. Ландшафтный подход оказался весьма перспективным и при создании устойчивых к корневой губке насаждений сосны в зоне водно-ледниковых отложений (Белорусская, Брянская обл.), характеризующихся в разных ландшафтах большой пестротой почв. Эффект обеспечивает создание насаждений, аналогичных коренным типам леса, породный состав которых формируется в зависимости от глубины подстилающей породы — глинистой морены.
Ландшафтный подход может стимулировать применение в лесном и охотничьем хозяйствах методов популяционной экологии. Ареалы популяций и микропопуляций многих видов животных и растений, а также стадиальная структура мест обитания могут соответствовать и вписываться в определенные элементы ландшафтной структуры. Следовательно, ландшафтная структура может служить ориентиром для поиска границ популяционных ареалов. К сожалению, даже у самых широко распространенных и общеизвестных видов животных не определены границы популяций на относительно небольших и обозримых территориях. И лесном хозяйстве еще слабо используются и другие новейшие направления популяционной экологии — фенетика и феногеография.
Внедрение в практику лесного хозяйства целенаправленного использования космических средств решит одну из самых серьезных проблем лесного хозяйства и охраны природы в целом — оперативную защиту лесов от лесных пожаров. Установленная на борту спутников телевизионная и другая специальная аппаратура позволяет получать информацию о форме, распределении и развитии облачности, а также о температуре подстилающей поверхности Земли, т. е. те данные, которые могут быть положены в основу современных способов определения пожарной опасности в лесу по элементам погоды. Строгая документальность изображения земной поверхности на космических снимках позволяет достоверно установить границу схода снежного покрова и более обоснованно планировать сроки проведения авиалесоохранных работ в весенний и осенние периоды. Возможность обнаружения со спутника верхней границы облачности открывает перспективу для достоверной оценки основных параметров ресурсной облачности, используемой для тушения лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками. С помощью современных космических методов можно обнаружить и грозовые очаги — один из источников возникновения лесных пожаров.
Оперативная оценка метеорологической и пожарной ситуации по космическим изображениям на всей охраняемой лесной территории, дополняемая сведениями, получаемыми с мест, позволит своевременно меневрировать авиационными средствами в целях сосредоточения их в наиболее пожароопасных районах страны.
Материалы многозонального космического фотографирования позволяют оперативно выявлять площади лесного фонда, пройденные лесными пожарами. Участки свежих гарей хорошо заметны на синтезированных цветных многозональных снимках по темному тону и расчлененному характеру границ. Специфичность изображения горельников позволяет автоматически картировать их контуры и определять площадь.
Эффективное использование космоса в интересах лесного хозяйства коренным образом изменит лесоустройство. В перспективе на основе получаемой из космоса по радиоканалам сканерной информации высокого разрешения и автоматизации процесса анализа и обработки информации будет вестись ежегодный контроль за лесопользованием, лесовосстановлением, за состоянием особо ценных лесов, состоянием лесов в зонах промышленных выбросов, в районах нефте — и газообрабатывающей промышленности, поврежденных при пожарах и прочих стихийных бедствиях. Это даст возможность своевременно вносить изменения в данные учета лесного фонда, корректировать картографические и проектные лесоустроительные и лесопатологические материалы, выявлять неблагоприятные тенденции в лесоиспользовании и ведении лесного хозяйства, планировать аэрофотосъемку, наземные обследования и экспертизы. Методологически все названные задачи в основном решены. В будущем они будут выполняться в автоматизированном режиме в условиях функционирования совмещенного банка картографических и статистических (таксационных, лесопатологических) данных о лесном фонде. В принципе будет решена возможность непрерывной инвентаризации лесного фонда и тогда ценность лесоустроительной информации как основы для решения лесопатологических задач по обеспечению сохранности лесов несоизмеримо повысится.
Широкое внедрение аэрокосмических методов слежения за состоянием лесных ресурсов не снизит значения наземных исследований, обследований и учетов. Наоборот, их значимость повысится, поскольку возрастет потребность в знании экологических закономерностей, значительно повышающих информативность аэрокосмических изображений.
Создание материально-технической базы по приему, анализу и преобразованию информации о состоянии лесов, получаемой дистационными и наземными методами, потребует проведения значительной научно-организационной работы.