В. Сторожук,
провідний інженер-технолог СНТМРМСВО «Укрдержліспроект»
Проектування національної інвентаризації лісів є комплексним лісівничим і статистичним завданням. Сучасною основою для підготовки національної інвентаризації лісів служать наукові розробки та набутий практичний досвід ВО «Укрдержліспроект», УкрНДІЛГА, НЛТУ, НУБіПУ щодо дослідно-виробничих і регіональних інвентаризацій. У концептуальному розумінні національна інвентаризація є державною інформаційною системою. Уся діяльність з її підготовки та проведення полягає в організації інформаційних потоків даних про ліси країни. У статті надано коротку інформацію про основні проектні рішення, насамперед щодо розробки вибіркового дизайну та моделей обробки даних.
Проектування національної інвентаризації лісів є комплексним лісівничим і статистичним завданням.
Важливо, що сучасною основою для підготовки національної інвентаризації лісів служать наукові розробки та набутий практичний досвід проведення ВО «Укрдержліспроект», УкрНДІЛГА, НЛТУ, НУБіПУ дослідно-виробничих і регіональних інвентаризацій.
Підсистема збору даних:
Підсистема обробки даних:
У концептуальному розумінні національна інвентаризація є державною інформаційною системою. Вся діяльність з її підготовки та проведення є діяльністю з організації інформаційних потоків даних про ліси країни. У статті буде зроблено короткий виклад основних проектних рішень, насамперед щодо розробки вибіркового дизайну та моделей обробки даних. Об’єктом НІЛ є вся територія країни, тобто мережа інвентаризаційних одиниць проектується на всій площі, щоб визначити лісистість, а обстеженню підлягатимуть інвентаризаційні одиниці, що відносяться до лісових земель.
Як правило, для цілей лісових інвентаризацій та лісової статистики країни приймають параметричні визначення лісу.
Проектування територіальних робіт
Для української національної інвентаризації запропоноване визначення лісу, в якому параметри площі ділянки, проективного покриття крон, мінімальної ширини та висоти дерев є аналогічними визначенню лісу, що прийняте державою Україна для звітності за Кіотським протоколом.
Визначення лісу НІЛ також відповідає Порядку ведення Державного земельного кадастру (а саме, визначенню підгрупи угідь «земельні лісові ділянки, вкриті лісовою рослинністю» Державного класифікатора видів земельних угідь).
Система збору даних потребує вирішення низки принципових завдань щодо проектування територіальних робіт. Головними з них є визначення національного набору ключових показників, підготовка схеми вибіркового обстеження та встановлення конфігурації інвентаризаційних ділянок.
Кількість та розмір інвентаризаційних ділянок залежать від показника мінливості середніх запасів насаджень, тому мають проектуватися сумісно. Результати стратифікації мережі ділянок з використанням матеріалів ДЗЗ визначають обсяги проведення польових робіт. Разом згадані фактори впливають на загальні витрати часу і коштів.
Прогресивним технологічним аспектом при проектуванні схеми вибіркового обстеження стала можливість розширеного використання геоінформаційних систем. Робота з модулями в спеціальному середовищі геопросторового моделювання дозволила сформувати різні варіанти мережі інвентаризаційних ділянок для території всієї країни.
В обраному варіанті схеми вибіркового обстеження НІЛ пропонується єдиний розмір мережі для всієї України приблизно 5 × 5 км. Схема передбачає можливість проведення щорічних обмірів 1/5 всіх інвентаризаційних ділянок, віднесених до певного року обстеження.
Відстань між ділянками в інвентаризаційному тракті підібрана таким чином, щоб ділянки відносилися до різних насаджень (таксаційних виділів). Мережа НІЛ спроектована для оцінки загальних запасів насаджень країни з похибкою до 1 % (згідно з Інструкціїєю з проведення НІЛ до 3 %). Вибір мережі проведений після кількох послідовних ітерацій з побудови та тестування мереж 2,7 × 2,7; 4,05 × 4,05; 4,95 × 4,95 і 7,2 × 7,2 км. Для обраної мережі 4,95 × 4,95 кількість ділянок менша в 3,5 рази порівняно з мережею 2,7 × 2,7 км, а розрахункова похибка оцінки загальних запасів залишається в межах 1 %. При цьому досвід регіональних інвентаризацій засвідчив, що одна інвентаризаційна група може обстежити всі визначені для певного року ділянки на території окремої області протягом одного польового сезону. Ця практична складова стала важливою перевагою для вибору цього дизайну.
Змістовність запропонованої схеми вибіркового обстеження також була оцінена шляхом дослідження зв’язків між різними показниками.
Для лісових областей (більша площа лісів, вищий запас) проектується більша кількість інвентаризаційних одиниць.
Похибка оцінки обернено пропорційна кількості інвентаризаційних одиниць (зменшується при збільшенні кількості ділянок), відповідно обернено пропорційна до значень загальних запасів насаджень по областях.
Результати проектування схеми вибіркового обстеження НІЛ України
Зі статистичної точки зору запроектована схема вибіркового обстеження НІЛ дозволяє:
Організація робіт НІЛ:
З огляду на неоднорідність природних умов та розміщення лісів на території, запропоновано поєднати різні підходи до виконання робіт з НІЛ:
* Умовна норма виробітку на бригаду - 1 тракт на день, тобто орієнтовно 100 трактів за польовий сезон.
Загальна проектна кількість лісових інвентаризаційних ділянок складає близько 16,7 тис.
Дизайн форми та розміру інвентаризаційної ділянки подібний до багатьох національних інвентаризацій. Завдяки системі кругових підпроб проводиться облік дерев усіх діаметрів. Важливим елементом конфігурації ділянок є поділ їх на сегменти, що належать до різних таксаційних виділів. Подібне рішення вимагає використання польових ГІС для картографування меж, тому не є загальноприйнятим для НІЛ.
Проте це рішення є критичним для обробки даних і підготовки результатів НІЛ України.
Поділяючи ділянки на сегменти, ми отримали можливість надавати оцінки для сукупностей насаджень і, врешті, порівнювати результати національної інвентаризації з результатами державного обліку лісів.
Більшість національних інвентаризацій зазвичай оперують сумарними значеннями об’ємів дерев певних порід, але не сумарними запасами насаджень. Зрозуміло, що це суттєво різні за походженням показники.
Дані, зібрані при проведенні регіональних інвентаризацій, дозволяють оптимізувати форму інвентаризаційних ділянок.
Усього на 1106 лісових ділянках в Івано-Франківській області були обміряні діаметри у 22 тис. дерев, що позначені на верхній діаграмі червоним кольором. При приведенні їх кількості до розміру всієї інвентаризаційної ділянки отримаємо ряд синього кольору — при суцільному переліку обміру підлягали б 48 тис. дерев.
Дерева діаметром 14–22 см становлять 40 % від загальної кількості всіх обміряних дерев, при цьому складають лише 13 % від загального об’єму дерев (розподіл на нижній діаграмі).
Як один із можливих шляхів оптимізації пропонується обмеження обмірювання дерев діаметрів 14–22 см підпробою розміром 5,65 м (100 м²). При цьому їх частка в загальній кількості зменшилась би до 12 % (приблизно відповідає їх частці в загальному об’ємі).
Іншими словами, знаючи дійсний розподіл за діаметрами лісів Карпат до початку регіональних інвентаризацій, замість 22 тис. дерев польовими групами було б обміряні 15 тис. При цьому, розраховані значення загального об’єму дерев і запасів насаджень дорівнювали б визначеним за більшої кількості обмірів.
На основі передбаченого Інструкцією з проведення НІЛ набору ключових показників, які належить описувати на інвентаризаційних ділянках, сформовано проект польової бази даних засобами програмного комплексу Field-Map.
При проведенні регіональних інвентаризацій ми працювали із цим комплексом, який вважаємо функціонально гнучким та адаптованим для потреб інвентаризації.
Нажаль, ми не маємо змоги брати участь в європейських проектах з розвитку національних інвентаризацій лісів. Тому очікуємо на результати проекту DIABOLO, що мають бути опубліковані наступного року, з тим, щоб продовжити роботу над переліком показників та їх класифікаторів.
Запровадження НІЛ також потребує розробки національної бази даних і відповідних механізмів контролю отримання та передавання даних як складових системи контролю якості робіт.
Для визначення об’ємів стовбурів дерев при національній інвентаризації лісів пропонується розширене використання чинних сортиментних таблиць, які застосовують при матеріальній оцінці лісосік.
Моделі, які використані для визначення висот і об’ємів дерев при регіональних інвентаризаціях, розроблено колишніми співробітниками Центру національної інвентаризації лісів.
Ідея полягає в застосуванні формульних багаторозрядних шкал, для яких значення умовних розрядів визначаються на основі тих самих регресійних моделей залежності висоти від діаметра, які використані для формування основних розрядів чинних сортиментних таблиць. На нашу думку, як при національній інвентаризації, так і при масовій таксації лісосік, застосування формульних багаторозрядних шкал як лісотаксаційних нормативів дозволить підвищити точність визначення запасів насаджень.
Оцінка значень приросту насаджень стала головним результатом проведених регіональних інвентаризацій. Ці оцінки є «консервативними», оскільки зміна об’єму була розрахована лише для живих дерев, які були повторно обміряні.
Приріст об’єму стовбурів дерев, що досягли порогового діаметра, або дерев, що були вирубані, повалені чи всохли в міжобліковий період, не враховувався.
Попри це, регіональними інвентаризаціями отримані високі значення оцінок поточного приросту та відпаду дерев у насадженнях, які суттєво змінюють уявлення про хід природного росту та характер використання лісових ресурсів у обстежених областях.
Звичайно, слід брати до уваги, що коефіцієнти варіації для результатів, отриманих за даними переобміру 385 інвентаризаційних ділянок в Івано-Франківський та 662 в Сумській областях, є досить високими.
Однак якби ми просто продовжували роботи, що були зупинені у 2016 р., то вже мали б дані за два повні цикли інвентаризації по двох адміністративних областях, і навіть певні оцінки поточного приросту за десятирічний період для третього циклу інвентаризації по Сумській області.
Наразі процес підготовки національної інвентаризації лісів триває згідно з планом дій, затвердженим наказом Держлісагентства. Пройдені нами етапи проектування дозволяють уявити, якою може бути національна інвентаризація лісів України. Проте, оцінюючи сучасний стан готовності інформаційної системи НІЛ України, очевидно, що в технологічному, методичному і, насамперед, організаційному аспектах залишається чимало завдань, що потребують вирішення.
Інша системна складова — це науковий супровід національної інвентаризації лісів, зокрема вдосконалення методів і моделей обробки даних. Наразі кафедра лісової таксації та лісового менеджменту НУБіПу виконує науково‑дослідну роботу з розробки науково‑методичного забезпечення розвитку інвентаризації лісових ресурсів. У разі запровадження НІЛ виникає потреба у продовженні та суттєвому розширенні тематики НДР.
Проведення НІЛ стає об’єктивною реальністю і гостро потребує подальшої наукової підтримки. З іншого боку, все більше очевидно, що наші наукові колективи, наукові школи потребують даних національної інвентаризації, що дає широке поле для використання методів математичної статистики в лісовій таксації, піонером в чому був наш видатний вчений К. Є. Нікітін.
