CC BY
0Геоботаническое картографирование 2024 С. 3-24.
https://doi.org/10.31111/geobotmap/2024.03
© Е. С. ДЕРКАЧ1 2 С. Д. ОЗЕРОВА,1 Е. А. ВОЛКОВА,1 В. Н. ХРАМЦОВ1
ОПЫТ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ КРУПНОМАСШТАБНОЙ КАРТЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ЛЕСНОГО МАССИВА «СТАРАЯ ГРАНИЦА» (САНКТ-ПЕТЕРБУРГ)
E. S. Derkach,1, 2 S. D. Ozerova1 E. A. Volkova,1 V. N. Khramtsov1 Large-scale vegetation map generalization experience on the example of the forest area "Staraya Granitsa" (St. Petersburg)
ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН. 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 2.
1Komarov Botanical Institute of the RAS. E-mail: [email protected];
EVolkova@ binran.ru; [email protected] 2Санкт-Петербургский государственный университет.
199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.
2St. Petersburg University. E-mail: [email protected]
В статье рассматриваются принципы и методы генерализации детальных крупномасштабных карт растительности до обобщенных крупномасштабных. Проведено картирование лесного массива «Старая граница» (Курортный район Санкт-Петербурга), для которого на основании полевых данных и камерального дешифрирования космо- и аэрофотоснимков составлена карта растительности м. 1 : 15 000. Для последующего создания обобщенной крупномасштабной карты м. 1 : 100 000 на эту же территорию разработаны принципы географической и геометрической генерализации, подробно описанные в тексте. Количество номеров легенды при переходе от исходной карты к итоговой сократилось в 3.5 раза, количество контуров — в 5 раз. Несмотря на это, соотношение площадей основных типов растительных сообществ на картах разного масштаба сохранилось. Выработанные в ходе работы методические подходы будут использованы при подготовке карты растительности Санкт-Петербурга в м. 1 : 100 000 на основании карт растительности отдельных участков города.
Ключевые слова: городские леса, географическая генерализация, геометрическая генерализация, картографический анализ.
Key words: urban forests, geographical generalization, geometric generalization, cartographic analysis.
Номенклатура: Tsvelev, 2000; Ignatov et al., 2006.
Введение
Санкт-Петербург — крупнейший город мира, расположенный в таежной зоне. Город включает в себя не только урбанизированные территории, но и относительно ненарушенные природные ландшафты, которые занимают около 30 % его площади. В настоящее время коллективом авторов данной статьи ведется работа над созданием карты растительности Санкт-Петербурга в м. 1 : 100 000. Необходимым
этапом создания этой карты является выработка принципов перехода от крупномасштабных карт локальных территорий, которые составлялись авторами с целью организации особо охраняемых природных территорий (ООПТ), к обобщенной крупномасштабной карте всего города. В 2023 г. был обследован лесной массив с условным названием «Старая граница» (21.4 км2), который по совокупности представленных в его границах типов растительных сообществ может считаться модельным участком для картографирования южнотаежных лесов (рис. 1).
На примере этой территории проведена генерализация исходной карты растительности, составленной в м. 1 : 15 000, до м. 1 : 100 000. В ходе работы над картой выработаны и описаны принципы и методы генерализации, позволяющие перейти к обобщенной крупномасштабной карте. Разработанная легенда охватывает практически все типы естественных растительных сообществ, распространенных на севере города.
Физико-географическая характеристика и история хозяйственного освоения территории
Рельеф территории сформирован в ходе отступания ледника и последующего существования обширных водоемов (Оео^кЬезЫу..., 2009). Основная часть располагается в пределах верхней (озерно-ледниковой) террасы, отделенной от нижней выраженным в рельефе литориновым уступом с относительной высотой до 19 м и крутизной до 35°. Верхняя терраса имеет слабоволнистую поверхность, она сложена преимущественно безвалунными песками, супесями и суглинками. Наиболее заметные формы рельефа — узкие песчаные гряды в центральной части территории. В понижениях верхней террасы накапливается торф мощностью, как правило, до 0.5 м. Наиболее крупные торфяники с мощностью торфа более 1.5 м расположены в северо-западной части обследованной территории. В восточной и юго-восточной частях на дневную поверхность выходят ледниковые отложения, состоящие из валунных супесей и суглинков, периодически перекрытых маломощным торфом. Небольшая (юго-западная) часть территории расположена на нижней (литориновой) морской террасе с абсолютными отметками до 12 м, для которой характерно чередование вытянутых дренированных песчаных гряд (древних береговых валов) и понижений с маломощным торфом.
Рис. 1. Район обследования. Fig. 1. Study area. 1 — лесной массив «Старая граница» / forest area "Staraya Granitsa" Граница Санкт-Петербурга / 2 — St. Petersburg border.
Климат рассматриваемой территории — переходный от континентального к морскому. Характерны относительно мягкая зима и умеренно теплое влажное лето, высокая относительная влажность воздуха, ветреная погода и большая облачность в течение года.
Водная сеть относится к водосбору Финского залива. С севера, северо-востока и востока территория ограничена долинами р. Сестры и впадающего в нее Лесного ручья. Наиболее выражена в рельефе долина р. Сестры. В пределах ее первой надпойменной террасы встречаются многочисленные старицы (в основном заторфованные) и гряды-останцы. Вторая надпойменная терраса почти плоская и перекрыта маломощным торфом. Небольшие ручьи частично канализированы и служат выводными путями сети дренажных канав.
Растительность типична для подзоны южной тайги. Наибольшие площади заняты лесами (85.5 %), среди которых представлены условнокоренные хвойные (еловые и сосновые) и черноольховые; длительнопроизводные это — сосново-еловые и елово-сосновые леса, в которых в разной пропорции участвуют как ель, так и сосна. Обе древесные породы находятся в постоянном динамическом взаимодействии: при длительном периоде без пожаров (более сотни лет) происходит постепенное увеличение доли ели в верхнем ярусе древостоя и восстановление ельников. На заброшенных сельскохозяйственных угодьях, на осушенных ме-зотрофных и мезоевтрофных болотах, вырубках прошлых лет распространены различные типы мелколиственных (березовых, осиновых, сероольховых) лесов. Значительное разнообразие в общую картину вносит растительность долин р. Сестры и ручьев с влажнотравными типами еловых или производных березовых лесов и луговыми сообществами.
На территории прослеживается связь растительности с экотопами. В северозападной части на ледниково-озерной равнине произрастают различные типы сосновых лесов. В юго-восточной части на равнинах, сложенных моренными отложениями, преобладают еловые и производные осиновые леса. Черноольховые леса приурочены к заболоченным равнинам на морских песках с маломощным евтрофным торфом. Отепляющее воздействие Финского залива оказывает влияние на флору и растительность нижней террасы и литоринового уступа, что проявляется в увеличении доли неморальных видов в составе сообществ. Однако на многих участках природные закономерности нарушены вмешательством человека.
Антропогенные воздействия, преобладающие по площади, связаны с осушительной мелиорацией и рубками в целях заготовки древесины и расширения площади сельскохозяйственных земель. Это обусловлено наличием вокруг лесного массива на протяжении последних полутора веков деревень и дачных поселков. Так как значительная часть территории была заболочена, ее использование всегда сопровождалось осушением. Осушенные участки (равнины с маломощным торфом, верховые и переходные болота) в настоящее время занимают 36 % территории. Около 17 % территории было освоено под сельское хозяйство, эти земли в настоящее время находятся на разных стадиях зарастания. С 1950-х гг. территория развивается, преимущественно как курортная и рекреационная местность, распространяются садоводства, коттеджные поселки, санатории и дома отдыха. В связи с этим закономерно увеличивается рекреационная нагрузка, приходящаяся в основном на сухие сосняки на береговых валах, равнинах и по берегам р. Сестры.
Многократные нарушения естественных лесных сообществ привели к тому, что растительный покров этой территории неоднороден и характеризуется мелкоконтурностью. Производные сообщества, находящиеся на разных стадиях восстановления, часто сменяют друг друга на небольших пространствах. В настоящее время средний возраст хвойных древостоев — 80-120 лет, а иногда и до 150 лет.
Материалы и методы
Предполевые камеральные работы заключались в составлении прекарт на основе дешифрирования космических снимков и ортофотоснимков, анализа материалов лесоустройства, топографических карт и исторических карт. Исходя из прекарт, предварительно намечались маршруты с занесением точек будущих описаний в GPS-навигаторы (Volkova, Khramtsov, 2018).
П о л е в ы е р а б о т ы проводились по намеченным маршрутам с выполнением полных и кратких геоботанических описаний по традиционным методикам (Kor-chagin, 1964; Yunatov, 1964; Metody..., 2002; Ipatov, Mirin, 2008). В ходе полевых работ 2022-2023 гг. было сделано около 400 полных и кратких геоботанических описаний. Использовались как типичный GPS-навигатор (модели Garmin), так и смартфон с установленной на него программой OziExplorer, которая позволяет загружать свои данные (в первую очередь, составленную прекарту растительности, а также все прочие перечисленные выше материалы). Составленная карта м. 1 : 15 000 имеет 339 контуров, практически для каждого контура есть полевое геоботаническое описание.
Послеполевая камеральная о б р а б о т к а собранных геоботанических материалов, работы по составлению и анализу карты растительности проводились в следующих пакетах программ: MapInfo Pro, Microsoft Excel, Turboveg. В ходе работы уточнялись границы и содержание выделенных в предполевой период контуров растительности. Проводилась сортировка геоботанических описаний и типизация растительных сообществ с последующим объединением или разделением контуров. Создавались предварительная и окончательная легенды. В результате составлена крупномасштабная карта актуальной растительности (рис. 2).
Легенда к крупномасштабной карте (м. 1 : 15 000; рис. 2) основана на эколого-фитоценотической (доминантно-детерминантной) классификации. Высшие подразделения легенды — типы и группы типов растительности (лесная, болотная, луговая растительность). Лесной тип включает 3 подтипа: хвойные, мелколиственные и черноольховые леса. Далее по преобладанию древесной породы выделены формации (еловая, сосновая, березовая и др.), затем по характеру травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов — группы ассоциаций (зеленомошная, травяная, сфагновая и др.). Болотная растительность подразделена на олиготрофные (в том числе мезоолиготрофные) и мезотрофные сообщества. При построении легенды значительная часть производных сообществ показана в качестве самостоятельных номеров, корот-копроизводные сообщества подчинены основным. Отдельным разделом в легенде выделена сложная по своей структуре и крайне неоднородная растительность долин малых рек, ручьев и стариц. Картируемыми единицами являются как ассоциации, так и их варианты. Растительный покров на карте показан 66 основными номерами легенды; знаки и буквенные индексы при номерах позволили отобразить 76 картируемых подразделений. Знак «*» при номере легенды обозначает сочетания растительных сообществ, закономерно чередующихся на разных элементах рельефа и некартируемых в данном масштабе в качестве самостоятельных контуров. Нарушенные в результате рекреационной нагрузки, низовых пожаров, выборочных рубок лесные сообщества обозначены цифровыми индексами при основном номере (например, 81, 82). Специальная штриховка использована для растительности бывших сельскохозяйственных угодий, зарастающих в настоящее время. Цветовое оформление карты соответствует принятому для средне- и мелкомасштабных геоботанических карт (Lukicheva, 1962). Цвет закреплен за формацией: оранжевый — сосновые леса, фиолетовый — еловые, оттенки зеленого — березовые, осиновые леса и т. п.
КАРТА РАСТИ Масштаб 2023 г.
Авторы: С. Д. Озерова, Е. С. Деркач, Е. А. Волкова, В. Н. Храмцов
owofi<
:ТИТЕрЬНОС\И «СТАРАЯ ГРАНИЦА» У
13^о^^тщий^ИЬ-П—^
Комарове»
Соотношение площадей основных типов растительных сообществ на карте м. 1 : 100 000, %
1.7
□ Еловые леса
□ Сосновые леса
□ Березовые леса Н Осиновые леса
□ Сероольховые леса М Черноольховые леса
□ Болотные сообщества
□ Луговые сообщества
о
2.0 2.2 0.8^ \ 0.7
Соотношение площадей основных типов растительных сообществ на карте м. 1 : 15 000, %
I I Еловые леса I I Сосновые леса
I I Елово-сосновые и сосново-еловые леса I I Березовые леса I I Осиновые леса I I Сероольховые леса Черноольховые леса □□ Болотные сообщества □□ Луговые сообщества
Растительность долин малых рек и ручьев □□ Растительность на просеках; дороги
1, 2 3 7 1 1
8
4 9
5 6 10 ■
11
19
12
13
14
15
16
17
18 19
о 1
Масштаб 1: 100 000 2024 г. Авторы: С. Д. Озерова, Е. С. Деркач, Е. А. Волкова, В. Н. Храмцов
Бывшие с/х
угодья
4 000 м
Масштаб 1 : 100 000
1, 2 3, 4 5-7 8, 9 10-13 14-17
18-19 20-21 22
23, 24 25-31 32-35
36-38
39
40
41, 42 43
44-49
50-51 52-60 61-64
65
66
Бывшие с/х
1 2 3
угодья
1 000 м
Масштаб 1 : 30 000
8
66
Рис. 2. Карты растительности лесного массива «Старая граница». Fig. 2. Vegetation maps of the forest area "Staraya Granitsa".
Таблица 1
Легенда к карте растительности м. 1 : 15 0001 Legend to the vegetation map s. 1 : 15 000
Лесная растительность №
Хвойные леса Еловые (Picea abies, Picea fennica) Зеленомошные
1. Еловые чернично-зеленомошные и кислично-чернично-зеленомош -ные (Vaccinium myrtillus, Oxalis acetosella, Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum, Hylocomium splendens), в восточной части территории с участием осины (Populus tremula);
1*) в сочетании с чернично-сфагновыми (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgensohnii) в понижениях.
11. Еловые молодняки редкотравные (Oxalis acetosella, Dryopteris car-thusiana), мертвопокровные.
12. Луговиковые (Avenella flexuosa) и вейниковые (Calamagrostisphrag-mitoides) сообщества, заросли малины (Rubus idaeus), подрост сосны (Pinus sylvestris), березы (Betulapendula), осины (на вырубке).
2. Еловые мелкотравно-зеленомошные (Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium, Trientalis europaea, Linnaea borealis, Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum).
Травяные
3. Еловые с березой и осиной (Betula pendula, Populus tremula) кисличные и кислично-моховые (Oxalis acetosella, Pleurozium schreberi, Climacium dendroides, Sphagnum girgensohnii).
4. Черноольхово (Alnus glutinosa)-еловые кислично-папоротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Oxalis acetosella).
Сфагновые
5. Еловые чернично-зеленомошно-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgensohnii, S. capillifolium, Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum, Hylocomium splendens).
6. Еловые чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgen- 4, 5 sohnii).
7. Еловые с березой и осиной (Betula pubescens, Populus tremula) мел-котравно-сфагновые (Maianthemum bifolium, Trientalis europaea, Oxalis acetosella, Sphagnum girgensohnii).
Сосновые (Pinus sylvestris) Зеленомошные
8. Сосновые кустарничково-зеленомошные (Vaccinium vitis-idaea, 6 V. myrtillus, Calluna vulgaris, Empetrum nigrum, Dicranum polysetum, D. sco-parium, Pleurozium schreberi).
81. Сосновые с разреженным брусничным (Vaccinium vitis-idaea) покро- 6 вом, иван-чаевые (Chamaenerion angustifolium) (послепожарные).
82. Сосновые мертвопокровные (вытоптанные). 6
9. Сосновые чернично-зеленомошные (Vaccinium myrtillus, Dicranum 5, 6 scoparium, D. polysetum, Pleurozium schreberi). Травяные
10. Сосновые и елово-сосновые с кленом, липой (Acer platanoides, Tilia 9 cordata) ландышевые (Convallaria majalis), хвощовые (Equisetum hiemale) в сочетании с кустарниковыми (Padus avium, Lonicera nigra) папоротниковыми (Dryopteris expansa, Athyrium filix-femina) и таволговыми (Filipendula ulmaria) сообществами в оврагах.
1 В правой колонке таблицы приведены номера легенды к карте масштаба 1 : 100 000. Некоторым подразделениям исходной карты соответствуют 2 номера легенды обобщенной карты. Это связано с примененными принципами генерализации, подробно рассмотренными ниже.
11. Сосновые с густым подлеском (Sorbus aucuparia, Frangula alnus, Padus avium) травяные ( Convallaria majalis, Dryopteris carthusiana, Oxalis acetosella, Anemonoides nemorosa).
12. Березово (Betula pubescens)-сосновые кислично-чернично-папо-ротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Vaccinium myrtillus, Oxalis acetosella).
13. Черноольхово (Alnus glutinosa)-сосновые с кустарниками (Padus avium, Lonicera nigra) травяно-папоротниковые (Thelypteris phegopteris, Athyrium filix-femina, Oxalis acetosella, Rubus saxatilis, Crepis paludosa).
Сфагновые
14. Сосновые чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgensohnii), в том числе с участием болотных кустарничков (Ledum palustre, Vaccinium uliginosum);
14*) в сочетании с чернично-зеленомошными (Vaccinium myrtillus, Dicranum scoparium, D. polysetum, Pleurozium schreberi) на повышениях.
15. Березово (Betula pubescens)-сосновые с густым ивовым (Salix aurita) подлеском пушицево-чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Eriophorum vaginatum, Sphagnum girgensohnii).
16. Сосновые молиниево-чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Molinia caerulea, Sphagnum girgensohnii), в том числе с участием болотных кустарничков (Ledum palustre, Vaccinium uliginosum, Chamaedaphne calyculata).
17. Сосновые и березово (Betula pubescens)-сосновые болотно-кустарничково-сфагновые (Vaccinium uliginosum, Chamaedaphne calyculata, Empetrum nigrum, Ledum palustre, Sphagnum girgensohnii, S. centrale).
Елово-сосновые и сосново-еловые (Picea abies, Pinus sylvestris) Зеленомошные и черничные
18. Елово-сосновые и сосново-еловые чернично-зеленомошные (Vaccinium myrtillus, Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum, Hylocomium splen-dens);
18*) в сочетании со сфагновыми (Sphagnumgirgensohnii) в понижениях.
19. Сосново-еловые, местами с участием осины, черничные (Vaccinium myrtillus).
Травяные
20. Сосново-еловые и елово-сосновые, местами с обилием жимолости (Lonicera nigra) кисличные (Oxalis acetosella), редкотравные (Oxalis acetosella, Convallaria majalis, Dryopteris carthusiana).
21. Сосново-еловые кислично-папоротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Oxalis acetosella), с осиной в восточной части территории.
Сфагновые
22. Елово-сосновые и сосново-еловые чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgensohnii);
22*) в сочетании с чернично-зеленомошными (Vaccinium myrtillus, Dicranum scoparium, D. polysetum, Pleurozium schreberi) на повышениях.
Мелколиственные леса
Березовые (Betula pendula, B. pubescens) Зеленомошные и черничные
23. Сосново-березовые чернично-зеленомошные (Vaccinium myrtillus, Dicranum polysetum, D. scoparium, Pleurozium schreberi).
1, 6
1, 6 1
4, 8 4, 8
7
7
8
8
8
2
3
24. Сосново-березовые черничные и кислично-черничные (Vaccinium myrtillus, Oxalis acetosella).
Травяные
25. Сосново-березовые ландышево-вейниковые (Calamagrostis arundi-nacea, Convallaria majalis, Melica nutans), хвощово-ландышевые (Convallaria majalis, Equisetum hiemale) с черной ольхой в нижней части склона.
26. Березовые с сосной, елью, осиной, часто с густым черемуховым (Padus avium) подлеском, травяные (Convallaria majalis, Rubus saxatilis, Stellaria holostea, Anemonoides nemorosa).
27. Березовые с осиной травяные (Deschampsia cespitosa, Potentilla erecta, Maianthemum bifolium, Solidago virgaurea, Viola palustris).
28. Березовые с кустарниками (Padus avium, Lonicera nigra) кисличные (Oxalis acetosella) и кислично-папоротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Oxalis acetosella).
29. Березовые и сосново-березовые, часто с черемуховым подлеском хвощовые (Equisetum sylvaticum, Dryopteris carthusiana, Stellaria nemorum).
30. Березовые и осиново-березовые влажнотравные (Filipendula ulmaria, Calamagrostis canescens, Athyrium filix-femina, Geum rivale, Viola palustris).
31. Черноольхово-березовые, местами с ивой (Salix cinerea, S. aurita), бе-локрыльниковые (Callapalustris) в сочетании с мелколиственно-елово-со-сновыми мелкотравными лесами (Picea abies, Pinus sylvestris, Betulapendula, Populus tremula, Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium) на дренированных повышениях.
Сфагновые
32. Сосново-березовые чернично-сфагновые (Vaccinium myrtillus, Sphagnum girgensohnii).
33. Березовые долгомошно-сфагновые (Sphagnum girgensohnii, Polytri-chum commune).
34. Березовые, местами с елью, сосной, хвощово-сфагновые (Equisetum sylvaticum, Viola palustris, Sphagnum girgensohnii), вейниково-сфагновые (Calamagrostis canescens, Sphagnum girgensohnii);
34*) в сочетании с разнотравно-вейниковыми сообществами (Cala-magrostis canescens, Veronica chamaedrys, Oxalis acetosella, Rubus saxatilis, Deschampsia cespitosa) с подростом березы и осины, с осиной и березой по канавам.
35. Березовые с ивой (Salix aurita) гигрофитнотравяные и гигрофитно-травяно-сфагновые (Calla palustris, Caltha palustris, Naumburgia thyrsiflora, Comarumpalustre, Sphagnum squarrosum, S. girgensohnii).
Осиновые (Populus tremula) Травяные и черничные
36. Осиновые, елово-осиновые травяные (Stellaria holostea, Solidago virgaurea, Maianthemum bifolium, Anemonoides nemorosa, Dryopteris carthusiana).
37. Осиновые с елью во 2-м пологе кисличные и папоротниково-кис-личные (Oxalis acetosella, Dryopteris expansa, D. carthusiana, Athyrium filix-femina), местами редкотравные.
38. Березово-осиновые с елью, сосной мелкотравно-черничные (Vaccinium myrtillus, Maianthemum bifolium, Trientalis europaea).
Сфагновые
39. Березово-осиновые травяно-сфагновые (Viola palustris, Comarum palustre, Equisetum sylvaticum, Sphagnum girgensohnii).
10
10 10
10 11 16
12 12 12
12
9, 12
13
13
13
6
9
Сероольховые (Alnus incana)
40. Сероольховые с черемуховым подлеском, редкотравные, редко-травно-моховые (Impatiens parviflora, Deschampsia cespitosa, Aegopodium podagraria, Atrichum undulatum).
Черноольховые леса Черноольховые леса (Alnus glutinosa) Травяные
41. Черноольховые, елово-черноольховые и березово-черноольховые, часто с черемуховым подлеском, кислично-папоротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Athyrium filix-femina, Oxalis acetosella, Viola palustris).
42. Черноольховые и елово-черноольховые черемуховые влажнотрав-ные (Filipendula ulmaria, Geum rivale, Calthapalustris).
Сфагновые
43. Черноольховые с елью, березой травяно-сфагновые (Calamagrostis canescens, Comarum palustre, Naumburgia thyrsiflora, Calla palustris, Sphagnum girgensohnii, S. centrale).
Болотная РАСТИТЕЛЬНОСТЬ Олиготрофные и мезоолиготрофные сообщества
44. Сосново-кустарничково-сфагновые (Pinus sylvestris, Vaccinium uligi-nosum, Ledum palustre, Chamaedaphne calyculata, Empetrum nigrum, Sphagnum divinum, S. angustifolium, S. fallax).
45. Сосново-тростниково-сфагновые и сосново-березово-тростниково-сфагновые (Pinus sylvestris, Betula pubescens, Phragmites australis, Sphagnum girgensohnii).
46. Кустарничково-пушицево-сфагновые (Calluna vulgaris, Empetrum nigrum, Andromeda polifolia, Oxycoccus palustris, Sphagnum divinum, S. angustifolium) с болотной сосной (Pinus sylvestris f. litwinowii).
461. Кустарничково-сфагновые (Vaccinium uliginosum, Ledum palustre, Calluna vulgaris, Andromeda polifolia, Sphagnum girgensohnii, S. centrale, S. capillifolium) сообщества в выемках торфа и сосняки чернично-зелено-мошные на перемычках.
47. Березово-сосново-молиниево-сфагновые (Pinus sylvestris, Betula pubescens, Molinia caerulea, Sphagnum divinum, S. angustifolium).
48. Молиниево-сфагновые (Molinia caerulea, Sphagnum papillosum, S. angustifolium) с ивой и редкой сосной (Salix aurita, Pinus sylvestris).
49. Березово-осоково-пушицево-сфагновые (Betula pubescens, Eriopho-rum vaginatum, Carex nigra, Sphagnum girgensohnii, S. fallax).
Мезотрофные сообщества
50. Осоково-сфагновые (Carex rostrata, С. nigra, C. magellanica, Sphagnum cuspidatum).
51. Вахтово-осоково-сфагновые (Carex lasiocarpa, Menyanthes trifoliata, Sphagnum fallax), осоково-ситниково-сфагновые (Juncus filiformis, Carex lasiocarpa, Sphagnum fallax).
ЛУГОВАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
Сухие луга
52. Злаково-разнотравные (Aegopodium podagraria, Chamaenerion angustifolium, Geranium sylvaticum, Galium album, Dactylis glomerata, Alopecurus pratensis, Calamagrostis epigeios).
53. Разнотравно-злаковые (Anthoxanthum odoratum, Festuca rubra, Calamagrostis epigeios, Potentilla erecta, Ranunculus acris, Solidago virgaurea).
54. Злаковые (Festuca arundinacea, Phalaroides arundinacea, Calamagrostis epigeios, Festuca pratense).
55. Злаковые замоховелые (Avenella flexuosa, Festuca ovina, Agrostis ca-pillaris, Rhitidiadelphus squarrosus), зарастающие малиной (Rubus idaeus).
9, 15
9, 16 16
17 17 17 17
17 17
17
18 18
Влажные луга
56. Разнотравно-щучковые замоховелые (Deschampsia cespitosa, Veronica chamaedrys, Potentilla erecta, Solidago virgaurea, Veronica officinalis, Rhitidiadelphus squarrosus).
57. Влажнотравные (Calamagrostis canescens, Equisetum sylvaticum, Filipendula ulmaria, Aegopodium podagraria), местами зарастающие кустарниками (Salix phylicifolia, Padus avium) и деревьями (Betula pubescens, Alnus incana, Populus tremula).
58. Влажнотравные (Crepis paludosa, Lysimachia vulgaris, Geum rivale, Cirsium heterophyllum, Viola palustris) в сочетании с сосново-березовыми редкотравными (Dryopteris carthusiana, Maianthemum bifolium) лесами.
59. Травяно-моховые (Potentilla erecta, Equisetum sylvaticum, Juncus fili-formis, Sphagnum girgensohnii) с березой, осиной и елью по канавам.
растительность долин малых рек, ручьев и стариц
60. Заболоченные луга (Phalaroides arundinacea, Carex rostrata, Calama-grostis canescens, Calla palustris) в пойме в сочетании с ельниками гигро-фитнотравяно-сфагновыми (Picea abies, Naumburgia thyrsiflora, Lysimachia vulgaris, Caltha palustris, Sphagnum girgensohnii) на террасе и ельниками чер-нично-зеленомошными (Picea abies, Vaccinium myrtillus, Pleurozium schre-beri, Dicranumpolysetum) на склоне долины.
61. Влажнотравные луга (Phalaroides arundinacea, Scirpus sylvaticus, Filipendula ulmaria, Athyrium filix-femina) в пойме в сочетании с таволго-во-моховыми (Filipendula ulmaria, Stellaria nemorum, Plagiomnium medium, Calliergonella cuspidata) сообществами на выходах грунтовых вод в нижней части склона и ельниками вейниково-черничными (Picea abies, Vaccinium myrtillus, Calamagrostis arundinacea) на склоне долины.
62. Ивняки гигрофитнотравяно-сфагновые (Salix aurita, Calla palustris, Comarum palustre, Viola palustris, Scirpus sylvaticus) в пойме в сочетании с таволгово-моховыми (Filipendula ulmaria, Chrysosplenium alternifolium, Plagiomnium medium, Brachythecium sp.) сообществами на выходах грунтовых вод в нижней части склона и березово-еловыми травяными лесами (Picea abies, Betula pubescens, Convallaria majalis, Oxalis acetosella, Equisetum sylvaticum) на склоне долины.
63. Травяно-моховые сообщества (Calla palustris, Calamagrostis canescens, Filipendula ulmaria, Sphagnum girgensohnii, Calliergon cordifolium) в старице, елово-березовые мелкотравные леса (Betula pendula, Picea abies, Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium) в дренированной части долины ручья и ельники черничные (Picea abies, Vaccinium myrtillus) на склонах долины.
64. Ельники с березой и осиной гигрофитнотравяно-сфагновые (Picea abies, Betula pubescens, Populus tremula, Naumburgia thyrsiflora, Caltha palustris, Comarum palustre, Sphagnum squarrosum, S. girgensohnii) в днище оврага с ручьем в сочетании с ельниками с осиной травяными (Picea abies, Populus tremula, Rubus saxatilis, Solidago virgaurea, Oxalis acetosella, Convallaria majalis) на склонах оврага.
65. Рясковые (Lemna minor) и кубышковые (Nuphar lutea) сообщества в обводненных старицах, гигрофитнотравяные (Comarumpalustre, Myosotis palustris, Galium uliginosum), осоковые (Carex acuta) сообщества и ивняки (Salixphylicifolia) по берегам.
* * *
66. Подрост мелколиственных деревьев (Betula pubescens, Populus tremula, Sorbus aucuparia), ива (Salix phylicifolia); в травяно-кустарничко-вом ярусе Deschampsia cespitosa, Vaccinium vitis-idaea, Calluna vulgaris; в моховом ярусе Sphagnum girgensohnii, Polytrichum commune на просеках под ЛЭП.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗНАКИ
1. Черноольшаники травяные с участием зубянки (Dentaria bulbifera).
2. Посадки лиственницы (Larix sibirica, L. archangelica).
3. Очаги усыхания ели.
19 19
Принципы и методы генерализации
Вопросам генерализации при переходе от крупномасштабных к средне- и мелкомасштабным геоботаническим картам посвящены некоторые работы геоботаников 1960-1970-х гг. (касЬепко, 1962, 1964; РоэЬе^, 1967; ОпЬоуа, ЫсЬепко, 1972). В более поздний период вопросам именно генерализации геоботанических карт (а не просто картографированию в заданном масштабе) уделялось крайне мало внимания. Это объяснялось тем, что средне- и мелкомасштабные карты создавались не столько путем обобщения крупномасштабных, сколько на основе рекогносцировочных маршрутов и различных картографических источников (ОпЬоуа, касЬепко, 1972).
В ходе решения задачи по генерализации карты крупного масштаба до обобщенной крупномасштабной карты неизбежно возникает ряд вопросов как концептуального, так и методического характера. Как известно (Ба^ЬсЬеу, 1944; ЬасЬепко, 1958; 2ат1зкауа, Буа1коуа, 1982; Ете1уапоуа, Ogureeуa, 2006), при переходе от крупного масштаба к более мелкому приходится иметь дело с двумя взаимосвязанными сторонами генерализации — географической и геометрической.
Географическая генерализация
Географическая (содержательная, смысловая) генерализация — это генерализация содержания карты, которая заключается в следующем.
1. Использование при разработке легенды к карте таксономических единиц более высокого ранга: иерархический уровень картируемых подразделений повышается с ассоциаций и их вариантов до групп ассоциаций.
Например:2
В связи с тем, что большая часть лесных сообществ являются серийными в восстановительных сукцессионных рядах, здесь четко проявляются циклы ассоциаций: зеленомошный, травяной, сфагновый.
2. Исключение серийных типов растительных сообществ, не имеющих принципиального значения для понимания основных закономерностей, иллюстрируемых картой, — фактически переход от современной растительности к потенциальной.
При составлении карт актуальной растительности возникает ряд вопросов, связанных с показом производных сообществ, особенно в отношении того, на месте каких коренных сообществ они возникли. При структурировании легенды в данном случае есть 3 пути: 1) подчинить все производные сообщества коренным; 2) не подчинять их, а вынести в отдельные разделы легенды (Огитто е1 а1., 2020; Бопзоуа, УекНсЬ, 2022); 3) подчинить коренным те производные сообщества, в отношении которых сукцессионный ряд очевиден, остальные же производные сообщества вынести в отдельные разделы (ОпЬоуа, Кагрепко, 1964; Уо1коуа, Кгат18оу, 2019).
В приведенных в настоящей статье картах при показе растительности совмещаются статический и динамический моменты. Так как обобщенная карта, как и
2 Здесь и далее в скобках обычным шрифтом указаны номера легенды исходной карты, полужирным шрифтом — номера обобщенной карты.
исходная, является картой актуальной, а не потенциальной растительности, то отражение динамики растительных сообществ реализуется через одновременный показ условнокоренных и производных растительных сообществ. При составлении легенды к карте м. 1 : 15 000 условнокоренным сообществам подчинены те корот-копроизводные сообщества, которые испытали совсем недавние антропогенные воздействия (например, послепожарные сосновые леса с разреженным брусничным покровом) или продолжают им подвергаться (например, сосновые леса мерт-вопокровные — вытоптанные). При прекращении или отсутствии антропогенного воздействия, ведущего к нарушению сообщества, оно должно прийти к соответствующему коренному типу. Все короткопроизводные сообщества на обобщенной карте включены в условнокоренные группы ассоциаций.
На исходной карте длительнопроизводные сосново-еловые и елово-сосновые леса вынесены в отдельные разделы легенды. На обобщенной карте они отнесены преимущественно к ельникам, за исключением ситуации, когда они окружены или соседствуют с крупным контуром соснового леса. В условиях городских лесов не производятся рубки с целью заготовки древесины, а в связи с комплексными противопожарными мерами существенно сократилось число пожаров, являющихся фактором формирования и распространения сосняков (Яузт, 2012). Можно предположить развитие ельников как условнокоренных лесов на месте сосново-еловых и елово-сосновых лесов в характерных для них местообитаниях. Данное предположение подтверждается наблюдениями, проводимыми авторами на постоянных пробных площадях на особо охраняемых природных территориях Санкт-Петербурга. Так, на примыкающей с запада территории памятника природы «Комаровский берег» на пробных площадях в сосново-еловом кислично-чернич-но-сфагновом и сосново-еловом кислично-черничном лесу наблюдается стабильное увеличение доли ели в общем запасе древостоя на 5-7 % за 15 лет (рис. 3).
Более сложным и дискуссионным является вопрос обобщения производных мелколиственных лесов. Мелколиственные леса часто произрастают в преобразованных местообитаниях в результате длительного сельскохозяйственного воздействия в прошлом, что обусловило особый состав почвенного профиля
Сосново-еловый Сосново-еловый
Рис. 3. Запас древостоя на постоянных пробных площадях в разные годы (памятник природы «Комаровский берег»). Fig. 3. Stand stock on permanent sample plots in different years (Natural reserve "Komarovskiy Bereg").
(гумификация) и связанный с этим набор видов нижних ярусов. Такие леса будут крайне медленно восстанавливаться до условнокоренных, а при отсутствии поблизости семенного материала хвойных деревьев восстановления не произойдет вовсе. В связи с этим длительнопроизводные мелколиственные леса в легенде и на обобщенной карте показаны самостоятельными категориями.
Однако серийные производные сообщества, где в древостое представлены как мелколиственные деревья, так и виды условнокоренных лесов, включены в состав условнокоренных, например, сосново-березовые чернично-зеленомошные леса отображены как сосняки чернично-зеленомошные, черноольхово-березовые влаж-нотравные леса — как черноольшаники влажнотравные.
3. Переход от показа отдельных типов сообществ к различного рода комбинациям.
При наличии устойчивых сочетаний растительных сообществ, обусловленных закономерными изменениями местообитаний и при этом занимающих малые площади, эти растительные сообщества объединяются в комбинации.
Геоморфологические особенности территории приводят к чередованию растительных сообществ на относительно небольших по площади участках. Для сохранения этих особенностей данные растительные сообщества были объединены в комбинации. Первая комбинация (5) связана с чередованием вытянутых древних береговых валов с сосновыми чернично-зеленомошными лесами (9), занимающих около трети площади, и межваловых понижений, где произрастают в основном ельники чернично-сфагновые (6).
Вторая комбинация приурочена к литориновому уступу, поскольку значительная крутизна уступа не позволяет отобразить смену отдельных растительных сообществ по склону на карте м. 1 : 100 000. В результате все растительные сообщества (10, 25, 35, 41, 42) на уступе объединены в единый контур (9). В верхней крутосклонной части произрастают сосновые с широколиственными деревьями ландышевые леса. Основная, более пологая часть склона занята черноольховыми влаж-нотравными лесами. В нижней, сильно выположенной и переувлажненной части уступа произрастают березовые сфагновые леса.
4. При объединении соседних контуров, в случае различий их древесного и нижних ярусов, предпочтение отдается древесному ярусу как эдификаторному в лесных сообществах.
Например, небольшой контур сосняка сфагнового, граничащий с более крупными контурами сосняка чернично-зеленомошного и ельника сфагнового, переходит в контур сосняка чернично-зеленомошного. Этот принцип по своей сути содержит в себе задачи как географической, так и геометрической генерализации.
Сосновый чернично-зеленомошный Сосновый чернично-зеленомошный
Сосновый сфагновый
Еловый сфагновый Еловый сфагновый
Обобщение контуров до групп ассоциаций, несомненно, способствует показу общих закономерностей распространения растительности на исследуемой территории, однако не решает до конца вопросы, связанные с показом небольших
по площади контуров. Особенности отображения сообществ, занимающих малые площади, решаются в ходе геометрической генерализации исходной карты.
Геометрическая генерализация
Геометрическая генерализация связана с разрешающей возможностью масштаба карты. При отборе материала учитывают роль выдела в растительном покрове территории, его реальные естественные размеры и целесообразность его показа в соответствии с задачами картографирования. С данным типом генерализации связаны проведение границ, спрямление и объединение контуров, согласование контуров с топографическими особенностями территории. Геометрическое обобщение контуров — это не механическое упрощение рисунка, а сохранение и выделение существенных признаков и деталей, которые могут быть даже преувеличены. Принципы геометрической генерализации, примененные в статье, приведены в таблице 2 (для наглядности иллюстративные фрагменты даны в одном масштабе).
Таблица 2
Принципы и примеры геометрической генерализации Principles and examples of geometric generalization
Принцип
Иллюстрация
Исходная карта
Обобщенная карта
Контуры площадью менее 3 га присоединяются к соседним крупным контурам или делятся пропорционально между ними.
Линейные контуры, которые необходимо сохранить, преувеличиваются, их границы сглаживаются.
Контуры с извилистой границей сглаживаются, при этом используется «уравновешивание» площадей соседних контуров для минимального искажения их размеров.
Несколько рядом расположенных близких по содержанию контуров небольшой площади объединяются в единый контур.
Результаты
В результате генерализации карты растительности м. 1 : 15 000 составлена обобщенная крупномасштабная карта (м. 1 : 100 000) (рис. 2: врезка). Принцип постро-
ения легенды к ней такой же, как и к карте м. 1 : 15 000. Иерархия подзаголовков легенды: типы (лесной, луговой) и группы типов растительности (болотная) — подтипы — формации для лесов. Картируемые единицы — группы ассоциаций для лесной растительности, группы болотных сообществ, объединенные по общности водно-минерального питания. В разделе лесной растительности введены две территориальные единицы — комбинации растительных сообществ на разных элементах мезорельефа. Легенда включает 19 картируемых подразделений, в то время как легенда к карте м. 1 : 15 000 содержала 66 основных номеров (табл. 3).
Легенда к карте растительности м. 1 : 100 0003 Legend to the vegetation map s. 1 : 100 000
Таблица 3
Лесная растительность
Хвойные леса Еловые (Picea abies, Picea fennica)
1. Еловые и сосново-еловые зеленомошные (Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum, Hylocomium splendens, Vaccinium myrtillus, Oxalis acetosella, Maianthemum bifolium).
2. Еловые и сосново-еловые кисличные (Oxalis acetosella).
3. Черноольхово (Alnus glutinosa)-еловые папоротниковые (Dryopt-eris expansa, D. carthusiana, Oxalis acetosella).
4. Еловые и сосново-еловые сфагновые (Sphagnum girgensohnii, Vaccinium myrtillus, Maianthemum bifolium).
5. Комбинация еловых сфагновых (Sphagnum girgensohnii) лесов на межваловых пространствах с сосновыми зеленомошными (Pleurozium schreberi, Dicranum polysetum) на древних береговых валах. Сосновые (Pinus sylvestris)
6. Сосновые и елово-сосновые зеленомошные (Dicranum polysetum, D. scoparium, Pleurozium schreberi, Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea).
7. Сосновые травяные (Convallaria majalis, Dryopteris carthusiana, Oxalis acetosella, Anemonoides nemorosa).
8. Сосновые и елово-сосновые сфагновые (Sphagnum girgensohnii, Vaccinium myrtillus, V. uliginosum, Ledum palustre).
9. Комбинация сосновых с широколиственными деревьями (Acer platanoides, Tilia cordata) ландышевых (Convallaria majalis) лесов в верхней части склона литоринового уступа, черноольховых влажнотравных (Filipendula ulmaria, Geum rivale) лесов в средней части и березовых сфагновых (Sphagnum squarrosum, S. girgensohnii, Calla palustris) лесов в нижней части уступа.
Мелколиственные леса
Березовые (Betula pendula, B. pubescens)
10. Березовые и сосново-березовые травяные (Calamagrostis arun-dinacea, Convallaria majalis, Rubus saxatilis, Stellaria holostea).
11. Березовые и осиново-березовые влажнотравные (Filipendula ulmaria, Calamagrostis canescens, Athyrium filix-femina, Geum rivale, Viola palustris).
12. Березовые и сосново-березовые сфагновые (Sphagnum girgensohnii, Vaccinium myrtillus, Equisetum sylvaticum, Comarumpalustre).
№
1, 1*, 11, 12, 2, 18, 18*, 19
3, 20
4, 21
5, 6, 22*
6, 9
7, 22,
8, 81, 82, 9, 18, 18*, 23, 24
11, 12, 13
14, 14*, 15, 16, 17, 22, 22*
10, 25, 35, 41, 42
26, 27, 28, 29 30
32, 33, 34, 34*, 35, 39
3 В правой колонке таблицы приведены номера легенды к карте масштаба 1 : 15 000.
влажнотравные
Осиновые (Populus tremula)
13. Осиновые и елово-осиновые травяные (Stellaria holostea, Solidago virgaurea, Maianthemum bifolium, Anemonoides nemorosa).
Сероольховые (Alnus incana)
14. Сероольховые травяные (Deschampsia cespitosa, Aegopodium podagraria, Impatiensparviflora).
Черноольховые леса (Àlnus glutinosà)
15. Черноольховые и елово-черноольховые папоротниковые (Dryopteris expansa, D. carthusiana, Athyrium filix-femina, Oxalis ace-tosella, Viola palustris).
16. Черноольховые и елово-черноольховые (Filipendula ulmaria, Geum rivale, Calthapalustris).
Болотная РАСТИТЕЛЬНОСТЬ Олиготрофные и мезоолиготрофные сообщества
17. Сосново-кустарничково-сфагновые, березово-сосново-моли-ниево-сфагновые, кустарничково-пушицево-сфагновые олиготрофные сообщества (Pinus sylvestris, Chamaedaphne calyculata, Empetrum nigrum, Calluna vulgaris, Eriophorum vaginatum, Molinia caerulea, Sphagnum divinum, S. angustifolium).
Мезотрофные сообщества
18. Осоково-сфагновые мезотрофные сообщества (Carex rostrata, С. nigra, Menyanthes trifoliata, Sphagnum cuspidatum, S. fallax).
ЛУГОВАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
19. Влажнотравные луговые сообщества (Calamagrostis canes-cens, Equisetum sylvaticum, Filipendula ulmaria), зарастающие мелколиственными деревьями (Betula pubescens, Alnus incana, Populus tremula).
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗНАКИ
1. Олиготрофные и мезоолиготрофные болотные сообщества.
36, 37, 38
40
41
31, 42, 43
44, 45, 46, 461, 47, 48, 49
50, 51
58, 59
Анализ карт
На основании выполненных работ по составлению исходной карты и ее генерализации до обобщенной карты нами были проанализированы как изменения в легендах этих двух карт, так и изменения, касающиеся непосредственно распространения и взаиморасположения контуров на карте. Приведенный ниже анализ результатов затрагивает одновременно аспекты и географической, и геометрической генерализации, так как зачастую полностью разделить их очень сложно.
Соотношение площадей основных типов растительных сообществ на исходной и обобщенной картах сохранилось, и разница площадей не превышает 3 % (рис. 4, табл. 4).
Хвойные, условнокоренные для региона, леса на обеих картах занимают более 70 % площади. Сосново-еловые и елово-сосновые леса распределились между еловыми и сосновыми в соотношении 2 : 1 на основании рассмотренных выше принципов. Соотношение площадей хвойных зеленомошных и сфагновых лесов существенно не изменилось при переходе к карте более мелкого масштаба. Площадь сосновых травяных лесов на обобщенной карте сократилась в 2 раза за счет выделения сообществ литоринового уступа в особое подразделение легенды. Степень мозаичности контуров на обобщенной карте снижена во многом за счет
Рис. 4. Соотношение основных типов растительных
сообществ на картах м. 1: 15 000 и 1 : 100 000. Fig. 4. The ratio of the main plant community types on 1 : 15 000 and 1 : 100 000 scale maps.
Таблица 4
Площади, занимаемые различными типами сообществ на исходной и обобщеной картах Areas covered by different types of communities on the initial and generalized maps
Типы растительных сообществ Площадь
на исходном карте на обобщеной карте
га % га %
Лесная растительность 1961.7 91.5 2039.9 95.1
Хвойные леса 1520.8 71.0 1649.6 76.9
Еловые 367.0 17.1 677.2 31.6
Сосновые 764.2 35.7 972.4 45.3
Елово-сосновые и сосново-еловые 389.7 18.2 — —
Мелколиственные леса 423.0 19.7 369.6 17
Березовые 287.1 13.4 225.0 10.5
Осиновые 114.9 5.4 121.3 5.7
Сероольховые 21.0 1.0 23.3 1.1
Черноольховые леса 17.9 0.8 20.7 1.0
Болотная растительность 42.0 2.0 35.4 1.7
Олиготрофные и мезоолиготрофные 40.7 1.9 21.7 1.0
сообщества
Мезотрофные сообщества 1.4 0.1 13.8 0.6
Луговая растительность 78.3 3.7 69.1 3.2
Сухие луга 9.5 0.4 — —
Влажнотравные луга 68.8 3.2 69.1 3.2
Растительность долин малых рек, 14.9 0.7 — —
ручьев и стариц
Растительные сообщества на просеках 46.6 2.2 — —
под ЛЭП; дороги
Всего 2144.0 100.0 2144.0 100.0
100 %
90
80
70
X X ft
о ^
S ft ft
tu «
о x
g 60
Ч§ 50
s <
Л ^
О
Ч =
«
си ^
\о о
40
30
20
10
■ Комбинация на литориновом уступе Комбинация на валах
■ Растительность под ЛЭП
■ Растительность долин малых рек и ручьев Луговые сообщества
■ Болотные сообщества
■ Черноольховые леса
■ Сероольховые леса Осиновые леса
■ Березовые леса Сосновые леса
~ Елово-сосновые
и сосново-еловые леса
■ Еловые леса
На карте м. 1 : 15 000
На карте м. 1 : 100 000
0
упразднения сосново-еловых и елово-сосновых лесов, что, с одной стороны, делает ее проще для восприятия, с другой стороны — отражает основные закономерности распространения лесных сообществ.
Площади черноольховых, осиновых и сероольховых лесов, а также луговых сообществ на картах изменились несущественно. Доля березовых лесов (от общей площади территории) сократилась на 3 % — с 13.4 % на исходной карте до 10.5 % на обобщенной карте.
Уменьшение площадей березняков обусловлено их мелкоконтурностью, которая привела к присоединению небольших контуров к условнокоренным лесам или же к комбинациям. Те же закономерности — увеличение размеров контуров при сокращении их количества и совокупной площади — прослеживаются и при анализе распределения бывших сельскохозяйственных угодий на картах разного масштаба. Как видно из рис. 5 (где каждому столбцу соответствует один контур угодья, а высота столбца определяется площадью контура), на исходной карте показаны 30 контуров бывших угодий площадью от 1 га до 25 га, а на обобщенной карте — всего 7 контуров площадью от 4 га до 51 га. Общая площадь сельскохозяйственных угодий на исходной карте составила 162 га, на обобщенной карте — 143 га, т. е. уменьшилась на 12 %. На бывших угодьях в настоящее время распространены преимущественно мелколиственные (березовые, березово-осиновые и осиново-березовые) леса, реже влажнотравные луга.
Площадь болотных сообществ сократилась при переходе к обобщенной крупномасштабной карте за счет упразднения малых по площади болотных массивов в западной части территории. Некоторые олиготрофные и мезоолиготрофные болотные массивы на обобщенной карте показаны дополнительными внемасштабны-ми знаками.
При переходе от карты м. 1 : 15 000 к карте м. 1 : 100 000 в силу малой площади контуров упразднены следующие номера и подразделения исходной легенды:
— все сухие луга и часть влажных лугов (№ 56, 57);
— растительность долин малых рек, ручьев и стариц (весь раздел);
— растительность под ЛЭП (№ 66);
— сообщества, обозначенные дополнительными знаками на исходной карте.
Исходная карта м. 1 : 15 000
Обобщенная карта м. 1 : 100 000
л
д
а ща
о
G
50 45 40 35 , 30 25 20 15 10 5 0
Число контуров Площадь контура, га
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
.01
Число контуров Средняя площадь контуров на карте, га
Рис. 5. Количество и площадь контуров бывших сельскохозяйственных угодий на исходной и обобщенной картах. Fig. 5. The number and area of agricultural land contours on the original and generalized maps.
В целом количество номеров легенды сократилось на 70 %: с 66 единиц до 19. В свою очередь, на карте м. 1 : 100 000 введены две комбинации, что позволяет отразить в масштабе карты геоморфологически обусловленные сочетания сообществ, по отдельности занимающих малые контуры.
По результатам работы построены гистограммы распределения количества контуров, попадающих в заданные интервалы площади (с шагом в 5 га для исходной карты и с шагом в 25 га для обобщенной карты) (рис. 6). Поскольку на обеих картах по количеству преобладают контуры малой площади, пики гистограмм распределения смещены влево. Кроме того, амплитуда между минимальными и максимальными значениями велика и составляет от 0.12 га до 73.3 га на исходной карте, а на обобщенной — от 4.3 га до 259 га. В связи с этим, помимо средних значений площади контура (6 га на карте м. 1 : 15 000 и 31 га на карте м. 1 : 100 000), были посчитаны медианные значения контура, которые представляют более достоверную картину. Медианы составили для исходной и обобщенной карт 3 га и 19 га соответственно. Как видно, в обоих случаях эти значения существенно меньше средних.
Разбиение общего количества контуров на 3 группы — хвойные леса, лиственные леса и нелесные (луговые и болотные) сообщества — позволяет проанализировать связи между типами растительных сообществ и характерными для них размерами контуров (рис. 6). Нелесным сообществам и мелколиственным лесам
Э 250
и
о
а
^
н х
с *
о
т -О
си т
X -
с
н 200 ft
V
К 150
К
и
и 100
к
а
s
л =
о =
50
И s 2 a
м. 1 : 15 000
Количество контуров — 341
100 %
\о
_ 90 80 70 60 50 40 30 20 10
I
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
м. 1 : 100 000
Количество контуров — 69
I
25 50 75 100 125 150175 200 225 250 275
Верхняя граница интервала площади, га
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275
Верхняя граница интервала площади, га
0
I Хвойные леса Лиственные леса Нелесные сообщества
Рис. 6. Распределение количества контуров разных типов растительных сообществ по интервалам площади на картах м. 1 : 15 000 и м. 1 : 100 000. Для каждой карты приведены две диаграммы распределения — в абсолютных значениях (верхняя) и нормированная (нижняя).
Fig. 6. Distribution of the number of contours of different plant communities types by area
intervals on 1 : 15 000 and 1 : 100 000 scale maps. Two distribution diagrams are shown for each map — in absolute values (upper) and normalized (lower).
соответствуют контуры малой площади, они попадают в первые, левые интервалы на приведенных выше графиках. Однако даже в пределах этих интервалов количество контуров мелколиственных лесов и нелесных сообществ не превышает 50 % от общего количества контуров в интервале. В свою очередь, контуры хвойных лесов присутствуют абсолютно во всех интервалах, и, что особенно важно, в интервалах больших площадей (правые части графиков) представлены исключительно контуры хвойных лесов.
Заключение
В работе рассмотрены этапы генерализации исходной крупномасштабной карты растительности до обобщенной крупномасштабной карты на примере участка города Санкт-Петербурга, преимущественно занятого лесной растительностью. Примененные принципы географической и геометрической генерализации, подробно рассмотренные в статье, позволили сократить количество номеров легенды в 3.5 раза и количество контуров на карте в 5 раз. Средний размер контура увеличился с 6 га до 31 га, то есть в 5 раз. Соотношение площадей основных типов растительных сообществ на картах разного масштаба существенно не изменилось, то есть особенности и закономерности распространения растительности сохранены как на исходной карте, так и на обобщеннной карте. Анализ числа и размеров контуров подчеркнул наличие в границах обследованной территории крупных массивов хвойных лесов, что свидетельствует о процессах восстановления коренной
растительности в черте крупного мегаполиса.
* * *
Авторы выражают благодарность коллегам-ландшафтоведам к. г. н. Г. А. Исаченко и к. г. н. А. И. Резникову за предоставленные материалы по истории и географии района исследования. Авторы благодарны Дирекции особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга за инициирование работ по комплексному экологическому обследованию лесного массива «Старая граница».
Работа выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану Ботанического института им. В. Л. Комарова по теме № 121032500047-1 «Растительность европейской России и Северной Азии: разнообразие, динамика, принципы организации».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[Вопэоуа, УекЦеЬ] Борисова И. Г., Веклич Т. Н. 2022. Карта растительности ключевого участка Амуро-Зейского междуречья // Геоботаническое картографирование 2022. С. 3-22. https://doi.Org/10.31111/geobotmap/2022.3.
[Бте1уапоуа, Ogureeva] Емельянова Л. Г., Огуреева Г. Н. 2006. Биогеографическое картографирование. Учебное пособие. М. 132 с.
[Fosberg] Фосберг Ф. 1967. Действенный подход к картированию растительности в практических целях // Геоботаническое картографирование 1967. Л. С. 9-17. https://doi. org/10.31111/geobotmap/1967.9.
[Geologicheskiy...] Геологический атлас Санкт-Петербурга. 2009. СПб. 57 с.
[Gribova, Isachenko] Грибова С. А., Исаченко Т. И. 1972. Картирование растительности в съемочных масштабах // Полевая геоботаника. Т. 4. Л. С. 137-330.
[Gribova, Кл^п^] Грибова С. А., Карпенко А. С. 1964. «Карта растительности бассейна Амура» м. 1 : 3 000 000 и методы ее составления // Геоботаническое картографирование 1964. Л. С. 56-72. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1964.56.
[Grummo et al.] Груммо Д. Г., Зеленкевич Н. А., Русецкий С. Г. 2020. К вопросу создания карты растительности торфяных болот и заболоченных земель Беларуси // Ботаника: исследования. Вып. 49. С. 37-49.
[Ignatov et al.] Ignatov M. S., Afonina O. M., Ignatova E. A. with contributions on regional floras from: Abolina A., Akatova T. V., Baisheva E. Z., Bardunov L. V., Baryakina E. A., Belkina O. A., Bezgodov A. G., Boychuk M. A., Cherdantseva V. Ya., Czernyadjeva I. V., Doro-shina G. Ya., Dyachenko A. P., Fedosov V. E., Goldberg I. L., Ivanova E. I., Jukoniene I., Kannuke-ne L., Kazanovsky S. G., Kharzinov Z. Kh., Kurbatova L. E., Maksimov А. I., Mamatkulov U. K.f, Manakyan V. A.f,Maslovsky O. M., Napreenko M. G., Otnyukova T. N., Partyka L. Ya., Pisaren-ko O. Yu., Popova N. N., Rykovsky G. F., Tubanova D. Ya., Zheleznova G. V., Zolotov V. I.. 2006. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. Vol. 15. P. 1-130. https://doi. org/10.15298/arctoa.15.01.
[Ipatov, Mirin] Ипатов В. С., Мирин Д. М. 2008. Описание фитоценоза: Методические рекомендации. СПб. 71 с.
[Isachenko] Исаченко А. Г. 1958. Генерализация при картографировании физико-географических объектов // Физико-географическое картирование. Ч. 1. Л. С. 88-109.
[Isachenko] Исаченко Т. И. 1962. Принципы и методы генерализации при составлении геоботанических карт крупного, среднего и мелкого масштаба // Принципы и методы геоботанического картографирования. М.; Л. С. 28-46.
[Isachenko] Исаченко Т. И. 1964. Некоторые вопросы методики среднемасштабного геоботанического картирования // Геоботаническое картографирование 1964. Л. С. 16-26. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1964.16.
[Korchagin] Корчагин А. А. 1964. Видовой (флористический) состав растительных сообществ и методы его изучения // Полевая геоботаника. Т. 3. М.; Л. С. 39-62.
[Lukicheva] Лукичева А. Н. 1962. Принципы подбора цветовых обозначений для мелкомасштабных геоботанических карт // Принципы и методы геоботанического картографирования. М.; Л. С. 244-253.
[Metody...] Методы изучения лесных сообществ. 2002. СПб. 240 с.
[Rysin] Рысин Л. П. 2012. Леса Подмосковья. М. 256 с.
[Salishchev] Салищев К. А. 1944. Основы картоведения: Общая часть. М. 307 с.
[Tsvelev] Цвелев Н. Н. 2000. Определитель сосудистых растений Северо-Западной России (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). СПб. 781 с.
[Volkova, Khramtsov] Волкова Е. А., Храмцов В. Н. 2018. Крупномасштабное картирование растительности для цели создания новых особо охраняемых природных территорий в Санкт-Петербурге // Геоботаническое картографирование 2018. С. 120-136. https://doi. org/10.31111/geobotmap/2018.120.
[Volkova, Khramtsov] Волкова Е. А., Храмцов В. Н. 2019. Опыт оценки динамического состояния растительности на основе крупномасштабной карты современного растительного покрова (на примере территории «Левашовский лес», Санкт-Петербург) // Геоботаническое картографирование 2019. С. 39-56. https://doi.org/10.31111/geobotmap/2019.39.
[Yunatov] Юнатов А. А. 1964. Типы и содержание геоботанических исследований. Выбор пробных площадей и заложение экологических профилей // Полевая геоботаника. Т. 3. М.; Л. С. 9-36.
[Zarutskaya, Svatkova] Заруцкая И. П., Сваткова Т. Г. 1982. Проектирование и составление карт. Общегеографические карты. М. 206 с.
Получено 22 октября 2024 г.
Подписана к печати 23 декабря 2024 г.
SUMMARY
The article is devoted to the principles and converting methods of large-scale vegetation maps to generalized large-scale maps. The research was done in the "Staraya Granitsa" forest area, 21.4 km2 (Kurortnyy district of St. Petersburg). Vegetation is typical for the southern taiga subzone. The largest areas are occupied by forests (85.5 %), among which are conventionally primary coniferous (spruce and pine) and black alder; long-term secondary pine-spruce and spruce-pine forests, in which both spruce and pine participate in varying proportions. Various types of small-leaved (birch, aspen and gray alder) forests are common on abandoned agricultural lands, on drained mesotrophic
and mesoeutrophic swamps and felled areas. The vegetation of the Sestra River valley and streams with moist-grass types of spruce or birch forests and meadow communities contributes significant diversity to the overall picture.
Due to diversity of plant community's types, this area can be considered as a model territory for East-European southern taiga forest mapping. At first the vegetation map has been compiled at 1 : 15 000 (in print 1 : 30 000) scale based on field data and interpretation of satellite images (Fig. 2). The map legend contains 66 main numbers (Table 1).
Next the generalized large-scale map at 1 : 100 000 scale for the same territory was done using geographic and geometric generalization principles. Geographic generalization means the use of higher-rank taxonomic units in the map legend; the elimination of serial plant community types; the transition from individual plant community types to various combinations, etc. Geometric generalization helps to preserve and delineate the essential features and peculiarities of the vegetation cover structure. This might be achieved by straightening contours, eliminating small-area contours, smoothing boundaries, etc.
The legend numbers decreased 3.5 times during the map re-work from the initial map to the final one, and the number of contours decreased 5 times (Fig. 2: inset, Table 3). The average size of contour area increased from 6 to 31 ha. The ratio of the areas of the main plant community types remained the same, that is, the features and patterns of distribution of plant communities have been preserved both on the original and on the generalized map (Fig. 4). Derived communities (small-leaved forests, meadows at different stages of development) often replace each other in small patches: we have to deal with the vegetation cover mosaic in the city. At the same time, the map shown the large patches of coniferous forests within the surveyed territory. This indicates the ongoing processes of primary vegetation restoration within the St. Petersburg megalopolis.
The methodological approaches applied in this research will promote the creation of a vegetation map of St. Petersburg at 1 : 100 000 scale based on large-scale vegetation maps of the city's local areas.
References
Borisova I. G., Veklich T. N. 2022. Vegetation map of the study area in the Amur-Zeya interfluve. Geobotanical mapping 2022. P. 3-22. (In Russian). https://doi.org/10.31111/geo-botmap/2022.3.
Emelyanova L. G., Ogureeva G. N. 2006. Biogeograficheskoe kartografirovanie. Uchebnoeposo-bie [Biogeographic mapping. Tutorial]. Moscow. 132 p. (In Russian).
Fosberg F. 1967. A pragmatic approach to the practical vegetation mapping. Geobotanical mapping 1967. Leningrad. P. 9-17. (In Russian). https://doi.org/10.31111/geobotmap/1967.9.
Geological atlas of St. Petersburg. 2009. St. Petersburg. 57 p. (In Russian and English).
Gribova S. A., Isachenko T. I. 1972. Vegetation mapping in survey scales. Field geobotany. Vol. 4. Leningrad. P. 137-330. (In Russian).
Gribova S. A., Karpenko A. S. 1964. The vegetation map of the Amur River basin, scale 1 : 3 000 000, and methods of its compilation. Geobotanical mapping 1964. Leningrad. P. 56-72. (In Russian). https://doi.org/10.31111/geobotmap/1964.56.
Grummo D. G., Zelenkevich N. A., Rusetsky S. G. 2020. To the issue of creating a map of vegetation of peat bogs and wetlands of Belarus. Botanika: issledovaniya. 49: 37-49. (In Russian).
Ignatov M. S., Afonina O. M., Ignatova E. A. with contributions on regional floras from: Abolina A., Akatova T. V., Baisheva E. Z., Bardunov L. V., Baryakina E. A., Belkina O. A., Bezgodov A. G., Boychuk M. A., Cherdantseva V. Ya., Czernyadjeva I. V., Doroshina G. Ya., Dyachenko A. P., Fedosov V. E., Goldberg I. L., Ivanova E. I., Jukoniene I., Kannukene L., Kazanovsky S. G., Kharzinov Z. Kh., Kurbatova L. E., Маksimov А. I., Mamatkulov U. K.f, Manakyan V. A.f,Maslovsky O. M., Napreenko M. G., Otnyukova T. N., Partyka L. Ya., Pisarenko O. Yu., Popova N. N., Rykovsky G. F., Tubanova D. Ya., Zheleznova G. V., Zolo-tov V. I. 2006. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. Vol. 15. P. 1-130. https://doi.org/10.15298/arctoa.15.01.
Ipatov V. S., Mirin L. M. 2008. Opisanie fitotsenoza: Metodicheskie rekomendatsii [Description of phytocenosis: Guidelines]. St. Petersburg. 71 p. (In Russian).
Isachenko A. G. 1958. Generalizatsiya pri kartografirovanii fiziko-geograficheskikh obektov [Mapping physical and geographical objects generalization]. Fiziko-geograficheskoe kartirovanie [Physiographic mapping]. Part 1. Leningrad. P. 88-109. (In Russian).
Isachenko T. I. 1962. Principy i metody generalizatsii pri sostavlenii geobotanicheskikh kart krupnogo, srednego i melkogo masshtaba [Generalization principles and methods in the compilation of geobotanical maps in large, medium and small scales]. Principy i metody geobotanichesk-ogo kartografirovaniya [Principles and methods of geobotanical mapping]. Moscow; Leningrad. P. 28-46. (In Russian).
Isachenko T. I. 1964. Some methodological aspects of middle-scale geobotanical mapping. Geobotanical mapping 1964. Leningrad. P. 16-26. (In Russian). https://doi.org/10.31111/geo-botmap/1964.16.
Korchagin А. А. 1964. Species (floristic) composition of plant communities and the methods of its investigation. Field geobotany. Vol. 3. Moscow; Leningrad. P. 39-62. (In Russian).
Lukicheva A. N. 1962. Principy podbora tsvetovykh oboznacheniy dlya melkomasshtabnykh geobotanicheskikh kart [Principles for small-scale geobotanical maps selecting color symbols]. Principy i metody geobotanicheskogo kartografirovaniya [Principles and methods of geobotanical mapping]. Moscow; Leningrad. P. 244-253. (In Russian).
Metody izucheniya lesnykhsoobshchestv. 2002. [Methods of forest community studies]. St. Petersburg. 240 p. (In Russian).
Rysin L. P. 2012. Lesa Podmoskovya [Moscow Region forests]. Moscow. 256 p. (In Russian).
Salishchev K. А. 1944. Osnovy kartovedeniya: Obshchaya chast [Basics of cartography: General part]. Moscow. 307 p. (In Russian).
Tsvelev N. N. 2000. Opredelitel sosudistykh rasteniy Severo-Zapada Rossii (Leningradskaya, Pskovskaya i Novgorodskaya oblasti) [Manual of vascular plants of the North-West of Russia (Leningrad, Pskov and Novgorod Regions)]. St. Petersburg. 781 р. (In Russian).
Volkova E. A., Khramtsov V. N. 2018. Large-scale vegetation mapping for the purposes of creating new specially protected natural areas in Saint Petersburg. Geobotanical mapping 2018. P. 120-136. (In Russian). https://doi.org/10.31111/geobotmap/2018.120.
Volkova E. A., Khramtsov V. N. 2019. Experience in assessing the dynamic state of vegetation based on a large-scale map of modern vegetation (on the example of the area "Levashovskiy les", St. Petersburg). Geobotanical mapping 2019. St. Petersburg. P. 39-56. (In Russian). https://doi. org/10.31111/geobotmap/2019.39.
Yunatov А. А. 1964. The types and the scope of geobotanical investigations. The selection of sample areas and the construction of ecological profiles. Field geobotany. Vol. 3. Moscow; Leningrad. P. 9-36. (In Russian).
Zarutskaya I. P., Svatkova T. G. 1982. Proektirovanie i sostavlenie kart. Obshchegeograficheskie karty [Modelling and mapping. General geographical maps]. Moscow. 206 p. (In Russian).
