О перспективах применения геоинформационных технологий для освоения лесов

В соответствии с действующим Лесным кодексом на лесопользователя, получившего лесные участки в постоянное (бессрочное) пользование или в аренду, возлагаются обязанности по организации использования лесов, проведению мероприятий по охране, защите, воспроизводству лесов и др. Планирование, выполнение и оценка результативности разнообразных работ на лесных участках, зачастую находящихся на значительном удалении друг от друга, ставят перед лесопользователем новые управленческие задачи, эффективное решение которых в современных динамично изменяющихся условиях уже практически невозможно без применения геоинформационных технологий.

На крупном лесопромышленном предприятии вопросы выбора подходов к управлению лесами, планированию лесохозяйственной деятельности, способам и методам лесозаготовок невозможно рассматривать, не имея надежной и актуальной информации о состоянии лесных ресурсов и результатах хозяйственной деятельности, точность которой отвечает поставленным задачам.

Российским лесопромышленным компаниям в своей деятельности приходится также учитывать новые реалии, связанные с требованием мирового рынка лесоматериалов (повышенное внимание к социальным аспектам лесопользования, сохранению биоразнообразия, легальности источников происхождения древесины, прозрачности и открытости деятельности компаний, лесной сертификации в целом). Растущая конкуренция на мировых рынках также остро ставит вопрос о повышении эффективности системы планирования лесопользования, внедрении новых методов лесозаготовок.

Имеющаяся сегодня система информационного обеспечения лесного хозяйства и лесопользования в России не может в полной мере обеспечить потребности компаний. Прежде всего, это связано со следующими факторами.

1) Вся информация, доступная лесопромышленной компании и органам управления лесным хозяйством, в основном базируется на материалах лесоустройства.
Хотя заявляемая детальность таких материалов достаточно высока и по ним в какой-то степени можно оценить долгосрочную динамику лесных ресурсов территории, эти материалы имеют ряд серьезных недостатков.

Известно, что лесоустройство на территории РФ проведено лишь на 60 % площади лесного фонда, около 30 % лесов изучено лишь различными методами инвентаризации и для 6 % территории - имеются лишь данные аэротаксационных обследований 40-50 летней давности.

Более того, опубликованная в 2004 году карта «Леса России. Преобладающие группы древесных пород и сомкнутость древесного полога», выпущенная совместно Институтом космических исследований Российской Академии наук (РАН), Центром по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, «Всемирной лесной вахтой» и «Greenpeace-Россия», показала, что 30 % лесного фонда РФ занято мелколиственными и смешанными лесами, древесина из которых практически не используется в российской лесной промышленности. В то же время большая часть этих лесов в материалах лесоустройства были отмечена как ценные для промышленности хвойные насаждения.
При этом лесоустройство в эксплуатационных лесах (сырьевой базе российских лесозаготовителей) традиционно проводится по самому низкому разряду точности - третьему. Это разрешает глазомерный учет леса на одной пробной площади и позволяет экстраполировать полученные данные на окрестную территорию площадью до 12 га. В реальности это означает, что если в массиве леса есть болото площадью, например 6 га, то в материалах лесоустройства оно вполне может быть отражено, как лес. Таким образом, при запасе леса около 200 куб.м/га, мы получаем около 1200 куб.м несуществующего леса в материалах лесоустройства.

Ситуацию усугубляют применяемые в лесном хозяйстве РФ методы планирования пользования древесиной (использующие, кстати, данные лесоустройства) на основе т. н. «расчетных лесосек». По данным российских неправительственных природоохранных организаций, применение этих методов в Европейской части РФ в ХХ в. привело к систематическому завышению объемов неистощительного пользования спелыми лесами, что истощило запасы экономически доступных спелых лесов всего за 50 лет.

Анализ опыта и перспектив использования существующих материалов лесоустройства для составления проектов освоения лесов крупными арендаторами позволяет отметить следующие проблемы:

• Применяемые методы расчета допустимого объема пользования (расчетной лесосеки), как правило, не позволяют корректно определить реальный уровень устойчивого лесопользования для значительных территорий. Реальные экономические, экологические и социальные ограничения, доступность лесных ресурсов и целесообразность их освоения вовсе не принимаются во внимание.
• Система планирования рубок и других лесохозяйственных мероприятий слишком формальна и негибка. Это не позволяет лесопользователям получать информацию, которая им необходима в связи с экологическими требованиями рынков.
• Существующая система инвентаризации лесных ресурсов (лесоустройство) достаточно дорога. В большинстве случаев она не позволяет быстро получить оценку текущего состояния ресурсов на значительных территориях. К тому же государство практически прекратило финансирование таких работ.

2) Значительная часть ключевой информации о лесах, которая была бы полезна или необходима для лесопромышленных компаний, находится у организаций, никак не связанных с компанией и государственной системой управления лесами: общественных природоохранных организаций, научных организаций и др. Технические возможности самой компании по сбору и подготовке такой информации сильно ограничены.

Существующая система лесоустройства практически игнорирует экологические аспекты лесного хозяйства и лесопользования. Ответственные лесопользователи сталкиваются с недостатком информации о лесах высокой природоохранной ценности, границах и режиме особо охраняемых природных территорий, местах обитания редких видов животных и растений, о наличии типичных ландшафтов и экосистем, об устойчивости и экологическом воздействии применяемых методов ведения лесного хозяйства и т. д.

Например, в материалах лесоустройства по Республике Карелия не отражены результаты исследований консорциума неправительственных природоохранных организаций по картированию малонарушенных лесов высокой природоохранной ценности региона (http://hcvf.net/rus/karelia/), а также данные исследований Карельского научного центра РАН по выделению сохранившихся массивов коренной тайги. Установлено, что эти весьма ценные в природоохранном отношении леса, занимающие 6,1 % от территории региона, никак не охраняются в настоящее время.

В дополнение можно отметить известные специалистам лесной отрасли трудности с инвентаризацией и мониторингом текущего состояния существующих особо охраняемых природных территорий (ООПТ) в регионах РФ.

Заметим, что охранение и мониторинг состояния указанных лесов и ООПТ необходимы в соответствии с требованиями Федерального закона № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (принят Госдумой РФ 20.12.2001 г., в ред. от 19.07.2011 г.), «Лесного кодекса» (вступившем в силу 01.01.2007 г.), «Правил заготовки древесины», утвержденных приказом Министерства природных ресурсов России от 16.07.2007 № 184, и также требований различных систем добровольной лесной сертификации.

Следовательно, использование лесоустроительной информации без коррекции и учета дополнительной (и часто отсутствующей у органов государственной власти) информации не позволяет получить адекватную оценку состояния лесных ресурсов и вести процесс долгосрочного планирования на предприятиях.

3) Существующая система сбора информации (в ходе лесоустройства и при подготовке программ лесохозяйственных регламентов/проектов освоения лесов) плохо приспособлена для сбора специфичной информации, потребность в которой у компаний появилась сравнительно недавно (например, об отработке новых подходов к лесопользованию, данные, необходимые для лесной сертификации, система контроля за нелегальными рубками и т.д.) или появится в будущем.

Новые информационные потребности во многом привнесены развитием лесной сертификации по системе FSC (Forest Stewardship Council), являющейся сегодня в России лидером среди других систем. Использование лесоустроительной информации без коррекции неизбежно сказывается на качестве сертификации. Ряд скандалов с выдачей FSC-сертификатов на основе некачественной информации или в результате недобросовестной работы аудиторов/консультантов в последние годы существенно подорвал доверие потребителей лесной продукции как в России, так и за рубежом.

Многие требования системы FSC могут быть реализованы, используя материалы космической съемки и данные сторонних организаций, в т. ч. с помощью геоинформационных технологий. В то же время в настоящий момент сертифицирующиеся компании вынуждены в значительной мере опираться на существующую лесохозяйственную информацию, т. к. альтернативная информация, как правило отсутствует, а сертифицируемая компания не располагает временем для ее получения.

Поэтому сегодня остро стоит вопрос об источниках независимой информации для нужд добровольной лесной сертификации - как для самого процесса сертификации, так и для независимого мониторинга сертифицированных территорий. Сертифицированное предприятие должно согласно требованиям FSC ежегодно проводить мониторинг своей деятельности. Такая работа может проводиться силами самой компании или делаться сторонними организациями по ее заказу. Очевидно, что методика мониторинга должна быть достаточно дешева и оперативна.

4) Система сбора, хранения и анализа информации о лесах не отражает современные возможности информационных технологий, особенно это касается крупных предприятий. Так, вся поступающая информация не сводится в единую информационную систему и не привязана пространственно к конкретным объектам (т. е. отсутствует единая геоинформационная система, или ГИС). Все это затрудняет оценку текущего состояния лесов, сам процесс планирования хозяйственной деятельности и оценку эффективности ее результатов.

С точки зрения системы сбора, хранения и анализа информации о лесах, особенно это касается крупных предприятий, очевидны преимущества в использовании материалов космической съемки. Такие материалы позволяют получать оперативную информацию, а, кроме того, при их использовании намного легче управлять затратами на получение информации. Стоимость их приобретения, которая определяется пространственным разрешением и площадью покрытия закупаемых снимков, зависит от поставленных задач. При этом, использование снимков для дистанционной предварительной оценки лесов позволяет значительно снизить общие затраты на получение информации за счет сокращения наиболее дорогой части затрат, связанных с полевой проверкой.

Для эффективного использования космических снимков необходимо использовать современные возможности информационных технологий. Всю поступающую информацию необходимо хранить в единой пространственно привязанной геоинформационной системе (ГИС). В состав такой ГИС можно включать любую другую пространственно привязанную информацию (дорожную сеть, границы отдельных делянок, место расположение ценных лесов и ключевых биотопов, точки находок редких видов растений), что облегчает оценку текущего состояния лесов, сам процесс планирования хозяйственной деятельности и оценку эффективности ее результатов.

Очень важно, что ГИС может иметь разную детальность в зависимости от целей. Например, для модельных участков, на которых необходимо оценивать воздействие отдельных хозяйственных мероприятий, используемая информация может быть более детальной, чем для оценки общего состояния арендной территории.

Подводя итоги, можно утверждать, что недостоверная информация о лесных ресурсах страны и устаревшие методах планирования размера пользования этими ресурсами ставят под угрозу такой традиционный для России вид лесопользования как заготовка древесины. Это вызовет спад производства в лесных регионах страны и рост в них социальной напряженности. В связи с этим, необходимо от констатации фактов срочно перейти к устранению вышеуказанных причин кризисной ситуации, в т. ч. с использованием научных разработок отечественных ученых в области применения ГИС-технологий для лесной отрасли.

Например, некоммерческим партнерством «Прозрачный мир», имеющим давние связи с неправительственными природоохранными организациями, занимающимися лесной тематикой, и на основании собственных исследований подготовлены предложения по созданию пилотных ГИС для арендуемых компаниями лесов.

Установлено, что разработка подобной ГИС должна включать следующие этапы.

1) Создание базовой геоинформационной системы (ГИС) на участок аренды на основе программы ArcView/ArcGIS (как общепризнанной лучшей программы для подобных задач). В составе данной ГИС предполагается включить, как минимум, следующие слои (в т. ч. с возможностью внесения текущих изменений непосредственно на предприятии):

• Квартальная сетка/границы выделов, включающие повыдельную информацию об арендуемых лесах (породный и возрастной состав);
• Топографические слои (гидрографическая сеть, населенные пункты, рельеф, болота и т. д.);
• Периодически обновляемые материалы космической съемки;
• Материалы о границах лесов высокой природоохранной ценности, ООПТ, местах обитаниях редких видов растений и животных, собранные заинтересованными природоохранными и научными организациями.
• предусматривается сбор более детальной информации по модельной территории/модельным участкам (по согласованию).

Конкретный набор слоев и детальность информации в ГИС должны уточняться применительно к задачам, которые предполагается решать с помощью этой ГИС: от текущего мониторинга до долгосрочного планирования обеспечения обрабатывающих предприятий сырьем из арендуемых лесов.
Отслеживания должны отвечать поставленным задачам, а их состав и спецификация будут согласованы по результатам обсуждения с представителями компании.

2) Создание на предприятии системы получения и сбора независимой информации о лесных территориях, основанной на широком использовании космических снимков и имеющейся экологической информации.
В частности, возможно использование космической съемки для успешного решения следующих задач:

• Картографирование дорог, мест рубок и другой лесохозяйственной деятельности в различные периоды времени. Выявление потенциально незаконных («сомнительных») рубок и других лесонарушений, а также рубок в лесах высокой природоохранной ценности на территории аренды и вблизи нее. Возможен регулярный мониторинг происходящих изменений, а также ретроспективный анализ (например, рубки, произведённые после 2000 года);
• Выявление очагов усыхания лесов из-за поражения насекомыми вредителями и по другим причинам. (Заметной проблемой в Северо-западном регионе сегодня является массовое усыхание ельников.) Детектирование территорий, пройденных в разные годы пожарами, в том числе низовыми;
• Составление обобщенных карт лесов для участков аренды - классификация лесов по преобладающим породам и возрастным группам. Независимая оценка качества лесоустроительных материалов;
• Оценка запасов древесины на корню, в т. ч. - по радарным снимкам и с использованием выборочных наземных данных. Отделение малопродуктивных лесов от высокопродуктивных;
• Оценка имеющихся лесных ресурсов и их доступности (в т. ч. экономической). Выделение участков с малодоступными (экономически недоступными) лесными ресурсами (заболоченные, малопродуктивные леса и пр.);
• Анализ изменений в состоянии лесного фонда за различные периоды времени, текущий мониторинг изменений. Мониторинг лесовосстановления (зарастания вырубок и гарей), состояния лесных культур, смены пород. Оценка устойчивости лесопользования путем сопоставления наличных лесных ресурсов с объемами рубок;
• Картографирование существующих экологических ограничений - лесов высокой природоохранной ценности (ЛВПЦ), особо охраняемых природных территорий (ООПТ), ключевых орнитологических территорий (КОТР) и пр. Дополнительное выделение небольших участков лесов высокой природоохранной ценности/ключевых биотопов, в том числе, - картографирование известных и потенциальных мест обитания редких видов животных и растений.

3) Внедрение на предприятии системы информационной поддержки принятия решений по планированию и оценке хозяйственной деятельности на арендуемой территории, основанную на широком использовании космических снимков и имеющейся экологической информации.
На данном этапе созданная базовая ГИС и система получения и сбора независимой информации о лесных территориях становятся основой для подготовки стратегических и тактических управленческих решений по освоению арендованных лесов (распределению лесозаготовок по арендуемой территории, строительству сети лесных дорог и др.), а также для оценки их текущей и долгосрочной эффективности (с учетом длительности роста леса).
Использование данной ГИС совместно с компьютерными программами типа «JABOWA», «SimForest», «Motti» и других, позволяющих моделировать развитие древостоев при различных режимах лесоуправления, позволяет при подготовке решений о развитии лесозаготовок, лесовосстановления и других мероприятий отрабатывать разные подходы к ведению лесного хозяйства и оценивать эффективность различных вариантов освоения лесов арендуемой территории на любой обозримый период времени.
Данные идеи частично получили развитие в проекте «Интенсивное и устойчивое лесоуправление в России», осуществляемом совместно НП «Прозрачный мир», WWF России, Институтом мировых ресурсов (Вашингтон, США), ИТЦ «СканЭкс» и на средства Агентства США по международному развитию (USAID) в России. Сроки реализации проекта - 2010-2013 гг. В проекте планируется применять технологии вэб-картографии. Предполагается, что размещенная на сайте проекта информация (прототип сайта доступен по адресу http://ourforest.info/), будет востребована среди профессионального лесного сообщества. Возможно, что заинтересованные эксперты примут участие в доработке данных карт и наполнении самого сайта актуальной информацией (описаниями пробных площадей, ценных природных объектов и проч.).

Перед данным проектом стоит несколько целей:

• Показать актуальную ситуацию с лесными ресурсами в трех пилотных регионах с наибольшей интенсивностью лесопользования (Север Европейской России, Приангарье-Прибайкалье, юг Дальнего Востока). Для них предполагается на основе классификации снимков Landast подготовить региональные карты лесов и оценить изменения лесного покрова за последние 30-35 лет.
• Разработать методику использования лесных карт, полученных на основе спутниковой информации, для визуализации запасов и бюджета лесного углерода на региональном и районном уровнях.
• Собрать воедино положительные примеры российского и международного опыта ведения лесного хозяйства, разработать регионально адаптированные рекомендации по интенсификации лесного хозяйства.
• С помощью актуальных лесных карт, оценок продуктивности лесов и иной информации в пределах пилотных регионов выявить наиболее перспективные территории для интенсивного ведения лесного хозяйства. При выборе таких территорий предполагается в наибольшей степени использовать потенциал наиболее продуктивных освоенных лесов и при этом минимизировать воздействие на малонарушенные леса.
• Совместить все вышеуказанные данные с лесохозяйственной информацией.

Ольга Ильина,
руководитель Лесного отдела Карельской региональной общественной природоохранной организации «СПОК»,

Александр Марковский,
кандидат биологических наук, директор РОО «СПОК»,

Андрей Родионов,
доцент Петрозаводского государственного университета, кандидат технических наук,

Дмитрий Аксенов,
генеральный директор некоммерческого партнерства «Прозрачный мир»,

Михаил Карпачевский,
руководитель проекта НП «Прозрачный мир».