Forestry Engineering Journal Forestry Engineering Journal Лесотехнический журнал 2222-7962 64471 10.34220/issn.2222-7962/2023.1/10 Природопользование Nature Management Природопользование Studying the relationship between terrain parameters and growth conditions in the Voronezh region Изучение взаимосвязей между параметрами рельефа местности и условиями произрастания насаждений в Воронежской области Славский Василий Александрович Slavskiy Vasiliy Aleksandrovich slavskiyva@yandex.ru

доктор сельскохозяйственных наук;

doctor of agricultural sciences;

 Литовченко Дарья Андреевна Litovchenko Darya A. timashchuk90@mail.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Мироненко Алексей Викторович Mironenko Aleksey Viktorovich germesadmin@intercon.ru

кандидат сельскохозяйственных наук;

candidate of agricultural sciences;

 Харченко Николай Николаевич Kharchenko Nikolay Nikolaevich forest.vrn@gmail.com

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Говедар Зоран Govedar Zoran Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Государственный университет в Банья-Луке Баня-лука Босния и Герцеговина State University in Banja Luka Banja Luka Bosnia and Herzegovina 16 05 2023 16 05 2023 13 1 146 161 27 03 2023 12 04 2023 http://lestehjournal.ru/journal/2023/no-1-49/izuchenie-vzaimosvyazey-mezhdu-parametrami-relefa-mestnosti-i-usloviyami

Современные исследования в лесохозяйственной отрасли все больше и больше ориентированы на цифровизацию и дистанционное зондирование Земли. Одним из перспективных направлений является формирование цифровой модели рельефа местности и его последующее изучение. В связи с этим целью работы является выявление взаимосвязей и установление зависимостей между параметрами рельефа и лесорастительными условиями для ускоренного определения ключевых лесоводственных и ландшафтных характеристик, в том числе с применением дистанционных методов. Объектами исследования являлись лесные насаждения, расположенные в Пригородном лесничестве Воронежской области. Формирование цифровой модели рельефа местности осуществлено с применением специализированного программного обеспечения. В ходе работы выявлены особенности рельефа местности, потенциально влияющие на формирование условий произрастания, составлены табличные аналитические материалы, позволяющие учитывать ландшафтные факторы на повыдельной основе. Получены данные о средней крутизне склонов, азимуте экспозиции склонов и высоте над уровнем моря каждого выдела в градусах и проанализированы их статистические параметры. Установлена корреляционная связь между лесотипологической составляющей, характеризующей влажность почвы и высотой участка над уровнем моря (0,23-0,29), а также крутизной склонов (0,30-0,32). Результаты исследований свидетельствуют о том, что подобная тенденция прослеживается даже при несущественных перепадах высот и крутизне склонов, характерных для Пригородного лесничества. Более влажные почвенные условия на территории исследуемого региона (А3, В3, С3) расположены на микропонижениях или имеют близкое к поверхности залегание грунтовых вод. Выявленная закономерность позволит осуществить ускоренное определение условий произрастания дистанционным способом на основе показателей рельефа и рассматривать предложенные методы в числе потенциальных инструментов лесоучетных работ.

Modern research in the forestry industry is increasingly focused on digitalization and remote sensingEarth. One of the promising areas is the formation of a digital terrain model and its subsequent study. In this regard, the purpose of the work is to identify relationships and establish dependencies between the parameters of the relief and forest conditions for the accelerated determination of key forestry and landscape characteristics, incl. using remote methods. The objects of the study were forest plantations located in the Prigorodnoye forestry of the Voronezh region. The formation of a digital terrain model was carried out on the basis of aviation and space monitoring materials using specialized software. In the course of the work, features of the terrain were identified that potentially affect the formation of growing conditions, and tabular analytical materials were compiled that allow taking into account landscape factors on a per-allocation basis. Data on the average slope steepness, slope exposure azimuth and height above sea level of each section in degrees were obtained and their statistical parameters were analyzed.A correlation was established between the forest typological component, which characterizes the moisture content of the soil and the height of the site above sea level (0.23-0.29), as well as the steepness of the slopes (0.30-0.32). The results of the research indicate that such a trend can be traced even with insignificant elevation changes and slope steepness, which are typical for the Prigorodnoye forestry. Wetter soil conditions in the territory of the study region (A3, B3, C3) are located on micro depressions or have groundwater close to the surface. The revealed pattern will make it possible to carry out an accelerated determination of growing conditions by a remote method based on terrain indicators and consider the proposed methods as potential tools for forest accounting.

 цифровая модель рельефа высота местности крутизна склонов лесорастительные условия digital elevation model terrain height slope steepness type of forest conditions работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Россий-ской Федерации (тема FZUR-2022-0009«Разработка превентивной технологии контроля пожарной опасно-сти лесов с использованием дистанционного зондирования на базе БПЛА»). This research was funded the research was carried out within the state assignment of Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (theme FZUR-2022-0009) "Development of a preventive technology for forest fire hazard control using UAV-based remote sensing".

Сахабиев И. А., Рязанов С. С., Кольцова Т. Г., Григорьян Б. Р. Выбор метода геостатистической интерполяции свойств почв государственных сортоиспытательных участков при использовании параметров цифровой модели рельефа. Почвоведение, 2018. № 3, с. 259-273. DOI: https://doi.org/10.7868/S0032180X18030012. Sahabiev I. A., Ryazanov S. S., Kol'cova T. G., Grigor'yan B. R. Vybor metoda geostatisticheskoy interpolyacii svoystv pochv gosudarstvennyh sortoispytatel'nyh uchastkov pri ispol'zovanii parametrov cifrovoy modeli rel'efa. Pochvovedenie, 2018. № 3, s. 259-273. DOI: https://doi.org/10.7868/S0032180X18030012. Socha J., Pierzchalski M., Bałazy R., Ciesielski M., Modelling top height growth and site index using repeated laser scanning data. ForestEcologyandManagement, 2017, Vol. 406, pp. 307-317. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.09.039. Socha J., Pierzchalski M., Bałazy R., Ciesielski M., Modelling top height growth and site index using repeated laser scanning data. ForestEcologyandManagement, 2017, Vol. 406, pp. 307-317. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.09.039. Верозуб Н.В., Проскурин В.С., Махмудов Р.К. Методика определения ландшафтного потенциала для развития рекреационного природопользования (на примере городского округа города-курорта Кисловодска) Геоинформационное и картографическое обеспечение экологических, экономических и социальных аспектов устойчивого развития территорий, 2020. С. 126-140. DOI:https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-1-27-126-140. Verozub N.V., Proskurin V.S., Mahmudov R.K. Metodika opredeleniya landshaftnogo potenciala dlya razvitiya rekreacionnogo prirodopol'zovaniya (na primere gorodskogo okruga goroda-kurorta Kislovodska) Geoinformacionnoe i kartograficheskoe obespechenie ekologicheskih, ekonomicheskih i social'nyh aspektov ustoychivogo razvitiya territoriy, 2020. S. 126-140. DOI:https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-1-27-126-140. Slavskiy V., Litovchenko D., Matveev S., Sheshnitsan S., Larionov M. Assessment of Biologicaal and Environmental Factors Influence on Fire Hazard in Pine Forests: A Case Study in Central Forest-Steppe of the East European Plain. Land. 2023, 12, 103. DOI: https://doi.org/10.3390/land12010103. Slavskiy V., Litovchenko D., Matveev S., Sheshnitsan S., Larionov M. Assessment of Biologicaal and Environmental Factors Influence on Fire Hazard in Pine Forests: A Case Study in Central Forest-Steppe of the East European Plain. Land. 2023, 12, 103. DOI: https://doi.org/10.3390/land12010103. Мигунова Е.С. Лесная типология Г.Ф. Морозова - А.А. Крюденера - П.С. Погребняка - теоретическая основа лесоводства // Лесной вестник. -2017. - Т. 21. - № 5. - С. 52-63.DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2017-5-52-63. Migunova E.S. Lesnaya tipologiya G.F. Morozova - A.A. Kryudenera - P.S. Pogrebnyaka - teoreticheskaya osnova lesovodstva // Lesnoy vestnik. -2017. - T. 21. - № 5. - S. 52-63.DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2017-5-52-63. Мигунова, Е. С. Лесная типология и ботаника. Экологическая оценка факторов природной среды / Е.С. Мигунова // Лесной вестник. Forestry Bulletin. - 2020. - Т. 24, № 4. - С. 65-81. - DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-4-65-81. Migunova, E. S. Lesnaya tipologiya i botanika. Ekologicheskaya ocenka faktorov prirodnoy sredy / E.S. Migunova // Lesnoy vestnik. Forestry Bulletin. - 2020. - T. 24, № 4. - S. 65-81. - DOI: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-4-65-81. MagruderL., NeuenschwanderA., KlotzB. Digital terrain model elevation corrections using space-based im-agery and ICESat-2 laser altimetry. Remote Sensing of Environment. 2021; 264: 112621. DOI:https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112621. MagruderL., NeuenschwanderA., KlotzB. Digital terrain model elevation corrections using space-based im-agery and ICESat-2 laser altimetry. Remote Sensing of Environment. 2021; 264: 112621. DOI:https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112621. MeixnerJ., GrimmerJ.C., BeckerA., SchillE., KohlT. Comparison of different digital elevation models and satellite imagery for lineament analysis: Implications for identification and spatial arrangement of fault zones in crystalline basement rocks of the southern Black Forest (Germany). Journal of Structural Geology. 2018; 108: 256-268. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jsg.2017.11.006. MeixnerJ., GrimmerJ.C., BeckerA., SchillE., KohlT. Comparison of different digital elevation models and satellite imagery for lineament analysis: Implications for identification and spatial arrangement of fault zones in crystalline basement rocks of the southern Black Forest (Germany). Journal of Structural Geology. 2018; 108: 256-268. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jsg.2017.11.006. Черниховский Д.М. Оценка связей морфометрических характеристик рельефа с количественными и качественными характеристиками лесов на основе цифровых моделей рельефа ASTER и SRTM // Сибирский лесной журнал, 2017. - № 3. - С. 28-39.DOI: https://doi.org/10.15372/SJFS20170303. Chernihovskiy D.M. Ocenka svyazey morfometricheskih harakteristik rel'efa s kolichestvennymi i kachestvennymi harakteristikami lesov na osnove cifrovyh modeley rel'efa ASTER i SRTM // Sibirskiy lesnoy zhurnal, 2017. - № 3. - S. 28-39.DOI: https://doi.org/10.15372/SJFS20170303. Алексеев А.С., Черниховский Д.М. Анализ связей структуры и продуктивности лесов с морфометрическими характеристиками рельефа на примере ландшафтов Ленинградской области // Лесоведение. 2020. - № 2. -С. 99-114. DOI: https://doi.org/10.31857/S0024114820020035. Alekseev A.S., Chernihovskiy D.M. Analiz svyazey struktury i produktivnosti lesov s morfometricheskimi harakteristikami rel'efa na primere landshaftov Leningradskoy oblasti // Lesovedenie. 2020. - № 2. -S. 99-114. DOI: https://doi.org/10.31857/S0024114820020035. Jucker T., Bongalov B., Burslem D., Nilus R., Dalponte M., Lewis S., Phillips O., Qie L., Coomes D. Topography shapes the structure, composition and function of tropical forest landscapes // Ecology Letters. 2018. V. 21. P. 989-1000. DOI:https://doi.org/10.1111/ele.12964 Jucker T., Bongalov B., Burslem D., Nilus R., Dalponte M., Lewis S., Phillips O., Qie L., Coomes D. Topography shapes the structure, composition and function of tropical forest landscapes // Ecology Letters. 2018. V. 21. P. 989-1000. DOI:https://doi.org/10.1111/ele.12964 Сочилова Е. Н., Сурков Н. В., Ершов Д. В., Егоров В. А., Барталев С.С., Барталев С. А. Картографирование классов бонитета лесов Приморского края наоснове спутниковых изображений и данных о характеристиках рельефа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. №5. С. 96-109. DOI: https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-5-96-109. Sochilova E. N., Surkov N. V., Ershov D. V., Egorov V. A., Bartalev S.S., Bartalev S. A. Kartografirovanie klassov boniteta lesov Primorskogo kraya naosnove sputnikovyh izobrazheniy i dannyh o harakteristikah rel'efa // Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2018. T. 15. №5. S. 96-109. DOI: https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-5-96-109. Черниховский Д.М. Использование автоматической классификации рельефа Ивахаши и Пайка для оценки количественных и качественных характеристик лесов на основе моделей высот рельефа и поверхности // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 223. С. 100-126. DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2018.223.100-126. Chernihovskiy D.M. Ispol'zovanie avtomaticheskoy klassifikacii rel'efa Ivahashi i Payka dlya ocenki kolichestvennyh i kachestvennyh harakteristik lesov na osnove modeley vysot rel'efa i poverhnosti // Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotehnicheskoy akademii. 2018. Vyp. 223. S. 100-126. DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2018.223.100-126. Славский В.А., Матвеев С.М.Некоторые аспекты закладки пробных площадей при проведении Государственной инвентаризации лесов //Лесотехнический журнал. 2021. Т. 11. - № 1 (41). - С. 56-63. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.1/5. Slavskiy V.A., Matveev S.M.Nekotorye aspekty zakladki probnyh ploschadey pri provedenii Gosudarstvennoy inventarizacii lesov //Lesotehnicheskiy zhurnal. 2021. T. 11. - № 1 (41). - S. 56-63. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.1/5. Hojo, A. Synthesis of L-Band SAR and forest heights derived from TanDEM-X DEM and 3 digital terrain models for biomass mapping / A. Hojo, K. Takagi, R. Avtar et al. Remote Sensing. 2020; 12 (3): 349. DOI: https://doi.org/10.3390/rs12030349. Hojo, A. Synthesis of L-Band SAR and forest heights derived from TanDEM-X DEM and 3 digital terrain models for biomass mapping / A. Hojo, K. Takagi, R. Avtar et al. Remote Sensing. 2020; 12 (3): 349. DOI: https://doi.org/10.3390/rs12030349. Maltamo M., Räty J., Korhonen L., Kotivuori E., Kukkonen M., Peltola H., Kangas J., Packalen P. Prediction of forest canopy fuel parameters in managed boreal forests using multispectral and unispectral airborne laser scanning data and aerial images // Eur. J. Remote Sens - 2020. - Р.25-28. https://doi.org/10.1080/22797254.2020.1816142 Maltamo M., Räty J., Korhonen L., Kotivuori E., Kukkonen M., Peltola H., Kangas J., Packalen P. Prediction of forest canopy fuel parameters in managed boreal forests using multispectral and unispectral airborne laser scanning data and aerial images // Eur. J. Remote Sens - 2020. - R.25-28. https://doi.org/10.1080/22797254.2020.1816142 Hernández, O. and Peralta, T. Functional Relationships of a Geospatial System for Reforestation of a Territory Using Geographic Information Systems. OpenAccessLibraryJournal. 2019; 6: 1-5. DOI: https://doi.org/10.4236/oalib.1105193. Hernández, O. and Peralta, T. Functional Relationships of a Geospatial System for Reforestation of a Territory Using Geographic Information Systems. OpenAccessLibraryJournal. 2019; 6: 1-5. DOI: https://doi.org/10.4236/oalib.1105193. Мироненко А. В., Матвеев С. М., Славский В. А., Водолажский А. Н. Программа для актуализации характеристик лесного фонда лесничеств на основе обработки сведений о проведенных лесохозяйственных мероприятиях // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2022681571, 15.11.2022. Заявка № 2022681568 от 15.11.2022. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=49780884. Mironenko A. V., Matveev S. M., Slavskiy V. A., Vodolazhskiy A. N. Programma dlya aktualizacii harakteristik lesnogo fonda lesnichestv na osnove obrabotki svedeniy o provedennyh lesohozyaystvennyh meropriyatiyah // Svidetel'stvo o registracii programmy dlya EVM 2022681571, 15.11.2022. Zayavka № 2022681568 ot 15.11.2022. Rezhim dostupa: https://elibrary.ru/item.asp?id=49780884. Шевелина И. В., НуриевД. Н. Статистическая обработка лесоводственно-таксационной информации в среде STATISTICA.Екатеринбург: УГЛТУ, 2022. - 112 с. ISBN 978-5-94984-840-1.Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=49911777. Shevelina I. V., NurievD. N. Statisticheskaya obrabotka lesovodstvenno-taksacionnoy informacii v srede STATISTICA.Ekaterinburg: UGLTU, 2022. - 112 s. ISBN 978-5-94984-840-1.Rezhim dostupa: https://elibrary.ru/item.asp?id=49911777. Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Kentbayeva B.A., Kentbayev Y.Zh., Mamonov E.I., Zapolnov V.E. Growth of seedlings of Schrenk spruce (Picea schrenkiana) in the conditions of introduction to the Nizhny Novgorod region. Izvestia SPbLTA. 2022; 238: 67-87. DOI:https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.238.67-87. Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Kentbayeva B.A., Kentbayev Y.Zh., Mamonov E.I., Zapolnov V.E. Growth of seedlings of Schrenk spruce (Picea schrenkiana) in the conditions of introduction to the Nizhny Novgorod region. Izvestia SPbLTA. 2022; 238: 67-87. DOI:https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.238.67-87.