Текст: Пирет Мюйрсепп
Фото: Аре Тралла, Ярек Йыэпера, Яан Кривель, Лаури Кулпсоо

Материал опубликован в журнале RMK Metsamees («Лесник»)

«Как ученый скажу, что истину мы, разумеется, никогда не постигнем. Но мы можем продвигаться к ней все ближе», - заметил эколог Аско Лыхмус. В любом случае мы располагаем разными вспомогательными инструментами на этом пути.

Данные о лесе собирает Агентство окружающей среды. Дополнительно оно следит за запасом углерода в лесах и его изменениями. На данные, собранные Агентством окружающей среды, опирается как государственная, так и международная статистическая отчетность о лесах Эстонии и лесном деле.

Для сбора данных о лесе Агентство окружающей среды использует разнообразные методы. Важную часть данных оно получает от других государственных учреждений и частных предприятий. После проверки их достоверности Агентство окружающей среды вбивает их в базы данных, где они обрабатываются и анализируются перед публикацией.

Дистанционное зондирование – общий обзор лесов

Заведующий отделом дистанционного зондирования RMK и лектор Эстонского университета естественных наук Таури Арумяэ рассказывает о дистанционном зондировании: «Чаще всего дистанционным зондированием называют измерения расположенных на Земле объектов, сделанные с самолетов или спутников. И лес является таким объектом».


Дистанционное зондирование называют пассивным, когда датчики регистрируют полученную энергию солнца, которая отражается обратно на прибор, например, на камеру. Так получаются ортофото Земельного департамента.

В случае активного дистанционного зондирования исследуемый объект «обстреливают» излучаемой из сканнера энергией, датчик измеряет излучение, отраженное от объекта. Так работают радары и лидары, а их преимущество в том, что им не нужно солнце. В результате мы получаем пиксели в форме квадратов. «Если при помощи компьютера начать их рассматривать поближе, то мы увидим, что каждый квадрат имеет какую-то цифровую ценность, – поясняет Арумяэ. – На ортофото мы в основном рассматриваем картинку и трактуем ее визуально, а в случае с лидаром к облаку точек мы можем применить цифровой анализ и с помощью моделей наполнять облака точек содержанием».

При практическом использовании лесного дистанционного зондирования большую часть материала мы получаем с лидаров, который дополняются спутниковыми снимками и небольшим объемом ортофото. Арумяэ поясняет, что при дистанционном зондировании зачастую приходится прибегать к помощи искусственного интеллекта и другим методам машинного обучения, которые созданы именно для того, чтобы объединять огромные массивы данных и разные слои картины, превращая их в осмысленную информацию.

Эстония вступила в Европейское космическое агентство в 2015 году, и благодаря этому мы можем бесплатно пользоваться спутниковыми данными. Банком спутниковых данных ведет Земельный департамент. Со спутников мы получаем самую общую картину, которая прекрасно подходит для проведения глобальных исследований.

«Мы проверили, правильно ли спутниковый лидар отражает леса Эстонии. Выяснилось, что особой-то связи там нет. Зачастую цель таких глобальных проектов – предложить глобальные оценки и изучить тренды и изменения. Но если же попытаться использовать эти данные на локальном уровне или на уровне древостоя, то тут они скорее не имеют серьезной смысловой ценности», - рассказывает Арумяэ.

«И все из космоса же не разглядишь, хотя мы осуществили всякого рода проекты дистанционного зондирования, - говорит ведущий специалист лесного отдела Энн Пярт. – Высохшее дерево можно увидеть, а вот повреждения, нанесенные лосями и другой мелкий вред не разглядишь». И диаметр дерева напрямую не определишь, хотя его можно вычислить с помощью данных о высоте и плотности леса. Дистанционное зондирование позволяет непосредственно измерять высоту леса и в общих чертах вычислить его запас.


Все, что остается под кроной, например, ярус, с помощью дистанционного зондирования оценить нельзя, считает Пярт. Точно так же с дистанции невозможно определить тип места произрастания леса. Лидар не позволяет определить даже виды деревьев, а вот спутниковые фотографии дают такую возможность.

«Дистанционное зондирование – это альтернатива традиционному лесоустройству, - добавляет Арумяэ. – Цель такая же – оценить по выделениям нужные нам таксационные признаки, на основе которых принимать экономические решения».

Непрерывное лесоустройство – в помощь практическому лесохозяйствованию

Лучший обзор лесных ресурсов представлен в ежегодниках Mets («Лес»). Последний такой ежегодник - Mets 2021 («Лес – 2021) выпущен Агентством окружающей среды в 2023 году. В них также доступно и понятно разъясняется, каким образом собираются данные о лесе. Леса Эстонии инвентаризуются с помощью двух методов.

Традиционная непрерывная инвентаризация – это сбор данных, которые в первую очередь необходимы для составления планов лесопользования, но их можно использовать и для получения обзора лесных ресурсов.

До 1992 года посредством этого метода раз в десять лет инвентаризовали большую часть лесов Эстонии, а позже регулярно – только государственные леса.

Инвентаризация частных лесов зависит от необходимости провести кадастровые работы, и есть ли у владельца интерес к составлению плана лесопользования, а также от финансовых возможностей. Владельцы леса, которые входят в лесные товарищества, могут обратиться за пособием на инвентаризацию также в лесной отдел Центра инвестирования в окружающую среду (KIK).

Лесоустройство – это система планирования лесопользования и необходимых для этого мер. В процессе лесопользования леса периодически измеряются, их инвентаризуют и составляют таксационные описания. А на основе этих оценок составляют планы организации и ведения лесного хозяйства. Все это делается для того, чтобы получить сведения о состоянии леса и запасах лесных ресурсов, консультировать владельцев леса и планировать стратегические лесохозяйственные работы.

Основная суть методики непрерывного лесоустройства определена в руководстве по лесоустройству: «При обобщенной инвентаризации леса используется глазомерно-измерительный метод таксации, с помощью которого определяют возраст деревьев, их высоту, диаметр на высоте груди, площадь на высоте груди и другие необходимые параметры с использованием учетных или данных дистанционного зондирования для определения таксационных признаков».

При таксации леса описывают как отдельные деревья, так и древостой. Отдельные деревья описывают на основе таксационных признаков. Таксационный признак – это признак, определяемый или измеряемый при таксации (состав, полнота, ярусность, объем ствола, средняя высота элемента леса, повреждения и т.д.). Одни могут быть непосредственно измерены или определены, а другие – вычисляются на основе измеряемых параметров. Один из глазомерно определяемых таксационных признаков – вид дерева, а измеряемые признаки – это высота, возраст, диаметр на уровне груди и объем.


Обязательные таксационные признаки выдела производительного леса – номер квартала (если он есть), номер выдела и площадь, преобладающий вид деревьев, класс возраста, класс пожарной опасности, тип места произрастания леса, признак осушения, класс бонитета и индекс высоты (H100). В древостоях, начиная с класса роста молодняка необходимо указывать запас на гектар и прирост по запасу на гектар.
При обобщенной инвентаризации используют глазомерную таксацию, которая уточнятся данными возраста деревьев, высоты, диаметра на высоте груди, объема на высоте груди и другими измерениями или перечнями для определения таксационных признаков.

Название должности инвентаризатора – лесоустроитель, лесотаксатор или таксатор. Лесоустроитель должен сдать экзамен и опытную работу по теории и практике лесоустройства, получить действующее свидетельство лесоустроителя и разрешение на деятельность.

Экзамены для лесоустроителей проводит Агентство окружающей среды. «Их сдали все лесоустроители RMK, а их более 60, - говорит Пярт. – Мы проверяем лесоустроительные работы RMK методом выборочного контроля, проводим селективный последующий контроль, а затем сообщаем о результатах отделу лесоустройства RMK». И в частных лесах трудятся более 90 лицензированных лесоустроителей, которые также сдали экзамен в Агентстве окружающей среды.


Все данные о лесе, которые получают при сплошной инвентаризации, заносятся в реестр учета государственных лесных ресурсов, который также именуется лесным реестром или лесным порталом. Данные для него собирает Агентство окружающей среды. Департамент окружающей среды вносит информацию, связанную с рубками, производимым в лесах. За функционирование и развитие лесного реестра отвечает лесной отдел Министерства окружающей среды. Задача лесного реестра собирать и хранить данные о расположении лесов, площади, запасах, использовании и их состоянии.

Статистический метод инвентаризация леса – лесные данные на государственном уровне

В 1999 году начали вести учет лесных запасов Эстонии методом статистической инвентаризации (SMI), задача которого – обеспечить своевременное и полное представление обо всех лесах Эстонии. 

SMI – это ежегодное выборочное исследование Агентства окружающей среды, которое позволяет быстро и эффективно собирать сведения о лесах. Этот метод дает возможность описывать леса, изменения, происходящие в них, а также дает представление о проведенных рубках или раздражителях.

SMI не ограничивается только оценкой лесов, но и собирает данные из других сфер, например, о биологическом разнообразии, запасах древесины на не покрытых лесом землях, а также облесении. А кроме того SMI позволяет анализировать площади по категориям землепользования и их изменения.

SMI – это выборочное исследование, а это означает, что при обобщениях на основе пробных площадей всегда возможна вероятностная ошибка. Ее величина зависит от размера подмножества, и она уменьшается, когда выборка охватывает всю страну. В случае с очень мелкими подмножествами результаты статистически менее достоверны.
Поэтому в ежегоднике Mets, например, приводятся только данные для общегосударственного представления, а меньшие выборки, такие как показатели, характеризующие уездные леса, приводятся на основе лесоустройства.

Таблицы инвентаризации лесов, основанные на данных лесного реестра, охватывают около трех четвертей лесных земель. Это сведения примерно десятилетней давности. Для характеристики государственных лесов используют сведения об инвентаризации лесов, собранные на государственных землях. Государственная земля включает государственную собственность, муниципальную и публично-правовую.

Методика SMI постоянно совершенствуется. Чтобы сохранить возможность сравнения при использовании новых методик, важно пересчитывать оценки прежних лет, проистекающие из отличия конкретного года в рапортах различных лет.

Альтернативная оценка лесов

Экологи и экоактивисты годами высказывают сомнения в правдивости официальных лесных данных. Поэтому Postimehe Fond (Фонд «Постимеэс») заказал у лесоустроителей и географов Тартуского университета альтернативную оценку лесов Эстонии (MAH 2021). Ее инициатор Лембит Мааметс из паевого товарищества Metsakorralduse Büroo (Лесоустроительное бюро), в оценке также принимала участие геоинформатик Эвелин Ууэмаа, другие имена на сайте проекта не указаны.

Сопроводительные статьи писали эколог Аско Лыхмус из Тартуского университета, а также практик лесохозяйственник Райнер Кууба.

Цель альтернативной оценки – представить другое мнение о положении лесов Эстонии по состоянию на 2021 год. Для проведения такой оценки создали единую точечную сеть, охватывающую всю материковую Эстонию и проанализировали данные лесного реестра и дистанционного зондирования в этих точках.

Если по данным SMI в Эстонии запас лесных ресурсов в 2021 году составлял 464 млн кубометров, то в результате альтернативной оценки была получена цифра 367 млн кубометров. Таким образом, в Эстонии оказалось как бы на 97 млн кубометров запасов меньше, нежели выдает SMI, а нетто-прирост хозяйственных лесов (5,7 млн кубометров в 2021 году) получился в два раза меньше, чем до этого (до 2015 года) рапортовало Европе Агентство окружающей среды.


«Насколько я знаю, впервые с помощью данных глазомерной таксации (так называемого непрерывного или традиционного лесоустройства) ставятся под сомнение данные, полученные методом круговых проб с помощью мерной вилки, - говорит лесоустроитель Юло Вийлуп. – До сих пор при возникновении сомнений в правильности оценки объемов рубки, сделанной лесоустроителем или лесозаготовительной фирмой, заказывали измерение растущего леса или пней методом круговых проб или сплошного обмера с помощью мерной вилки».

В 1995 году Эстонский центр лесоустройства, которым руководил Вийлуп, составил обзор «Лесные запасы Эстонии», которым пользовался как источником состава лесных земель по видам деревьев координатор проекта MAH. В обзор включили данные всех инвентаризованных к тому времени лесов на лесных землях площадью 1,939 млн гектар.

Вийлуп показывает, что по данным обзора лесные запасы тогда составляли 284,5 млн плотных кубических метров. «Данные объемов рубки, выполненной после 1994 года я собрал по материалам ежегодника Mets, - продолжает он рассуждать о своих вычислениях. – Сложив годовые объемы рубки, я выяснил, что за последние 27 лет объем вырубки составил 233,2 млн плотных кубометров, то есть в среднем 8,64 млн плотных кубометров в год. MAH же дает среднегодовой прирост лесов 6,73 плотных кубометра, значит за 27 лет прирост составил 27 х 6,73 = 181,7 млн плотных кубометров».

За основу дальнейших вычислений Вийлуп берет запас 1995 года, объем рубки за последние 27 лет и средний прирост за тот же период по данным MAH. И тогда нынешний лесной запас должен быть 284,5 – 233,2 + 181,7 = 233 млн плотных кубометров.

«Но на основе отчетных таблиц MAH лесной запас в 2021 году оценен в 367,5 млн плотных кубометров! – удивляется Виилуп. – Цифры не сходятся! Получается, никто не украл 97 млн плотных кубометров, наоборот, каким-то волшебным образом прибыло 134 млн плотных кубометров леса».

Дальше он делит этот увеличенный запас (134 млн плотных кубометров) на 27 лет и получается в среднем на год на 4,96 млн плотных кубометров больше, чем среднее изменение запасов, указанное в MAH. «Тогда 6,73 + 4,96 = 11,69 млн плотных кубометров могли бы быть той величиной, на которую в среднем увеличивается ежегодный лесной запас, и из него ежегодно вырубали в среднем 8,64 млн плотных кубометров».

«Представленное в MAH среднее изменение как прирост лесных запасов крайне прискорбно и вводит в заблуждение, - считает Вийлуп. – Кто хоть немного знаком с понятием прироста и хотя бы раз видел уже сто лет назад составленные учеными таблицы хода роста запасов древостоев, знают, что между объемами их общей производительностью, производительностью оставляемой части древостоев и снимаемой частью есть весьма заметная разница».

Деля запасы на возраст и полученное таким образом среднее изменение запасов выдавать за величину, характеризующую прирост, по оценке Вийлупа, демагогия и игнорирование моделей прироста леса, выработанных на основе результатов измерений постоянных пробных площадей. «Представление заведомо уменьшенного прироста лесов никак не поможет решить те противоречия, которые возникли в нынешних дебатах о лесе».

Возражение MAH-у

Возражение MAH-у приводится и в блоге Агентства окржающей среды «Лесная статистика Агентства окружающей среды достоверна» („Keskkonnaagentuuri metsastatistika on usaldusväärne“). То что в исследовании, проведенном фондом Postimees за основу брали 900 000 участков, а для при составлении ежегодного отчета SMI используются данные 30 000 пробных площадей, еще не значит, что MAH точнее.

«На самом деле точность зависит от двух показателей: количества пробных площадей и точности самих измерений. Поскольку данные измерений мерной вилкой значительно точнее, чем глазомерная инвентаризация, а в тотальном лесоустройстве встречается систематическое занижение запасов, то данные исследования MAH нельзя считать более точными».

В блоге разъясняется, что лесоустройство опирается не на очень точную глазомерную оценку, в случае со SMI запас древостоя исчисляется на основе измерений деревьев, растущих на пробных площадях.


«Практика показывает, что на основе результатов измерения SMI, мы получаем оценку запасов на 15-20 процентов выше, чем при непрерывном лесоустройстве, - гласит текст Агентства по охране окружающей точечные оценки среды. – В анализе MAH основой для точечных оценок послужили данные непрерывного лесоустройства, а они недооценивают истинный гектарный запас примерно на 20 процентов, в то же время в руководстве по лесоустройству они вписываются в границы допустимой погрешности».

Серьезная недооценка запасов при непрерывном лесоводстве выяснилась, по мнению Агентства по окружающей среде, после начала обмера SMI на уровне дерева уже 24 года тому назад. Из боязни преувеличить запасы лесоустроители скорее приуменьшают их. Обмеры площади на уровне груди систематически уменьшают при больших запасах и в более плотных древостоях. В то же время в лесоустройстве не всегда выделяется второй ярус, или же он точно не оценивается.

Биоатлас – инструмент для лесозаготовителя

Исследования, в которых данные лесного реестра распространялись на всю Эстонию, делались и раньше. Агентство по окружающей среде упоминает, что для проекта Bioatlas (Биоатлас) Эстонский университет естественных наук в 2018 году выполнил карты лесных запасов всей Эстонии на основе дистанционного зондирования. В итоге был определен лесной запас Эстонии в 470 плотных кубометров, который очень близок к результатам SMI.

В 2020 году в рамках проекта Baltic ForBio был выполнен портал Bioatlas, который позволяет увидеть по регионам наличие возможного прироста древостоя в Эстонии, Латвии, Литве, Финляндии и Швеции в ближайшие два десятка лет. Базу данных по Эстонии составили профессор кафедры лесо- и землеустройства и лесной промышленности Эстонского университета естественных наук Ахто Кангур и научный сотрудник Аллар Падари. Интернет-приложение атласа находится на сервере LUKE (Институт природных ресурсов Финляндии), который его администрирует.

Биоатлас содержит сведения о сортименте растущих круглых лесоматериалов малого диаметра, объем потенциально используемой биомассы порубочных остатков и пней для производства энергии в пространственном решении по разным местам Эстонии. Портал полезен, например, для планирования новых инвестиций.

В дополнение к сортименту энергетической древесины в Швеции и Эстонии опубликованы расчетные объемы пиловочника и балансовой древесины из растущего леса. Портал в основном предназначен для лесных и энергетических предприятий, местных самоуправлений, а также научных и организаций разработчиков.

Руководитель проекта от LUKE Пертту Анттила говорит, что Bioatlas позволяет вычислить объемы древостоя по самоуправлениям и уездам, возможно также выбрать интересующий регион, о котором можно запросить информацию на портале.

По словам Ахто Кангура главная цель Bioatlas – покрыть все лесные угодья Эстонии данными, поскольку примерно 20 процентов из них либо не были инвентаризованы, либо данные о них в лесном реестре устарели.

В то же время необходимо заметить, что и сведения Bioatlas не отражают состояние лесов на сегодня, поскольку исходными данными были сведения дистанционного зондирования и учитывалось также время измерения лидаром. Земельный департамент организует полеты в масштабе всей Эстонии в течение четырех лет, что сказывается на полноте и своевременности данных. «Их надо обновлять, потому что леса меняются вследствие деятельности человека, роста и природных раздражений», - поясняет Падари.


Почему Bioatlas не увязан с имеющимися базами данных? Падари считает, что главная причина в том, что это очень сложно и нет достаточной востребованности. Нынешние данные получены в 2016-2018 годах на основе сведений аэролидара, с учётом других слоев данных (базовая карта, почвенная карта, лесной реестр и EELIS - Инфосистема природы Эстонии). Через каждые четыре года совершается новый облет и таким образом можно постоянно исчислять новые данные.

«Расчеты таксационных показателей при такой методике – очень трудоемкая работа и тут требуется большой компьютерный ресурс, - поясняет Падари. – Можно было бы разработать соответствующее программное обеспечение, которое с поступлением новых данных вычисляло бы и обновляло данные в Bioatlas, но это требует как финансов, так и заинтересованности практиков лесного дела».

«В Bioatlas квадратами 1 х 1 км рассчитаны годовые выходы разных сортиментов, при условии что эксплуатация лесов осуществляется по равномерному пользованию лесосеки, - поясняет Падари. – Поскольку для прогноза на будущее мы использовали именно лесосеку равномерного пользования, то изменение таксационных признаков оказывает незначительное воздействие на результат. На него больше влияет изменение лесных земель или расчистка и трансформация других земель в лесные». Проект Bioatlas финансировался программой Interreg Baltic Sea Region 2014–2020 Европейского Союза.