Доклад на международной научно-практической конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития» 23-25 апреля 2009 г., г. Шарья, Шарьинский филиал КГУ им. Н.А. Некрасова

    Историческая ценность болота, которое имеет сразу три названия: Чистое, Исуповское (по названию села на его южном краю) и Сусанинское, названное в честь подвига Ивана Сусанина подтверждается многочисленными записями в летописях, хрониках и других письменных источниках, начиная с XVII в. Подвиг героя нашего земляка воспет и увековечен в музыкальных произведениях, картинах, драмах, думах, повестях и рассказах, архитектурных памятниках.
    Менее известна широкому кругу природная ценность Сусанинского болота. Природный комплекс «Сусанинское болото» может быть отнесен к категории уникальных для центра Европейской России. Ландшафты болота придают своеобразие природе Сусанинского края, а наряду с природными комплексами Галичского и Чухломского озёр, характеризуют специфику ландшафтов всего Костромского Заволжья. Уникальны растительность и флора Сусанинского болота, ценны места обитания редких видов растений и животных, занесенных в Красную книгу РФ и Красную книгу Костромской области.
    Высокая природоохранная ценность Сусанинского болота была оценена в 1973 году, когда Постановлением Совета Министров СССР территория была объявлена Памятником природы федерального значения. Ценность работ по изучению и мониторингу этой территории в настоящее время приобретает тот факт, что в реестре Памятников природы по Костромской области Министерства природы Сусанинского болота не оказалось. Лаборатория устойчивости лесных экосистем в 2008 году начала исследования этой территории и подготовку материалов для обоснования ценности объекта.
    Охрана каждого ценного природного объекта должна начинаться, в первую очередь, с инвентаризации его ценностей, съемки показаний его состояния и состояния его элементов. Это необходимо для проведения мониторинга объекта и отслеживания динамики развития эколого-географических и сукцессионных процессов.
    Лучший способ зафиксировать состояние ландшафтов и растительного покрова – их картирование на основе космических снимков. В работе были использованы космические снимки, полученные со спутника Landsat 7/ETM+ (2000 год съемки, 6 спектральных каналов видимого, ближнего и среднего инфракрасного диапазонов, пространственное разрешение 30 м на пиксель). Проведены полевые работы методом закладки трансекты через болото, вдоль которой во время маршрутного обследования было сделано 58 геоботанических описаний разных типов растительности.
    Основными этапами обработки снимка и материалов были: совмещение изображения снимка и точек с данными геоботанических описаний в принятой картографической проекции; улучшение яркости и контраста изображения; классификация изображения  без обучения (безэталонная классификация) и с обучением на эталонах (классификация с обучением). При проведении безэталонной классификации выяснили, что при имеющихся данных оптимальным стало выделение 13 классов. Выделение меньшего количества классов ведет к объединению разных типов растительности в общие классы, при котором теряется информативность карты как основы для мониторинга. Выделение большего количества классов приводит к разделению одинаковых типов растительности, спектральные характеристики которых близки. Уровень классификации, на котором мы остановились, определен субъективно, исходя из поставленной цели, в результате выяснения соответствий или несоответствий полевых описаний и того или иного типа растительности, который был скомпонован и обозначен одним цветом в программе.
    Для разделения разных типов растительности, спектральные характеристики которых близки, использовалась классификация с обучением. В ходе обучения подбирались сигнатуры (эталоны), - области пикселов космического снимка с заданным классом, использующиеся для дальнейшей классификации с обучением, выделяемые на основе геоботанических описаний растительности с соответствующими координатами на снимке и на местности. Привлекались также описания уже дешифрированных участков снимка, визуально сопоставлялись зафиксированные данные и данные топографических карт: сельскохозяйственное поле, хвойные припойменные леса, территории деревень и поселков.
    На основе проведенных манипуляций была получена карта со спектром из 13 цветов, каждый из которых с определенной долей достоверности, задаваемой параметрами программы, объединил в один класс сходную растительность. Легенда карты растительности Сусанинского болота масштабом 1:50000, включает следующие основные типы растительности:
• Фрагменты темно хвойных лесов
• Водная гладь русел рек с водной растительностью
• Фрагменты старовозрастных высокоплотных хвойных лесов в поймах рек и на водоразделах
• Черноольшаники и березняки редко со вторым ярусом ели кочкарно-осоковые заболоченные в сочетании с зарослями кустарников из ивы серой и пятнами заболоченных осоково-хвощовых лугов.
• Ельники с участием березы, осины, сосны бореальные в сочетании с высокотравными лугами и зарослями ивняков
• Сельскохозяйственные угодья с перелесками мелколиственных лесов и участками зарослей ивы козьей
• Черноольшаники и березняки заболоченные хвощовые и таволговые в сочетании с несомкнутыми березняками и пятнами открытых мест с зарослями березы приземистой
• Березовые (пушист.) редколесья с уч. ольхи черной кочкарно-осоковые заболоченные в сочетании с пятнами зарослей ивы серой и сырых о соковых лугов в выходов ключей
• Заболоченные пушицево-зеленомошные рогозовые, вахтовые луга с зарослями березы приземистой в сочетании с березовым (пушист.) и сосновым редколесьем
• Мезофитные луга с высокотравной растительностью
• Сельскохозяйственные угодья, зарастающие лиственными породами Сельскохозяйственные угодья злаковые
• Суходольные луга в сочетании с пятнами из зарослей ивняка, ольхи серой, групп и отдельно стоящих деревьев березы, сосны.
• Ельники с участием березы, сосны, ивы, тополя в сочетании с фрагментами мелколиственных лесов и зарослей кустарников
• Ивняки с участием черемухи, липы и др. пород в сочетании с лугами злаковыми и кипрейными
    Сусанинское болото занимает одну из крупнейших в Костромской области древнеозёрно-ледниковых котловин длиной около 12 км и максимальной шириной 4,2 км, принимающей в настоящее время сток р. Шача с восточной стороны, р. Водыш с северной, рек Пичеж и Чёрная – с юго-восточной, а также множества ручьёв с северного и юго-западного склонов. Сток из котловины осуществляется в западном направлении р. Шачей, имеющей в верхнем течении непропорционально современному стоку широкую долину, сформировавшуюся в полосе конечно-моренных образований Плёс-Галичской гряды во время московской ледниковой эпохи 200-100 тыс. лет назад.
    Низинное болото в днище котловины представляет собой одну из стадий эволюции приледниковых озер, образованных в условиях подпруживания талых вод отступавшего ледника конечно-моренной грядой, протягивающейся с северо-запада на юго-восток. Приток вод, обогащенных минеральными веществами, от многочисленных ключей, рек и ручьев, стоков с примыкающих склонов задерживает болота на низинной стадии. Днище выполнено органогенными отложениями. Поэтому в котловине преобладает растительность низинных болот и гидрофитных лугов.
    Анализ полученной карты показал, что на настоящий момент ( 2009 г.) на обследованной территории площадью ок. 16,4 тыс. га, охваченной границами карты, более половины площади занимают сельскохозяйственные угодья (49%). Хвойные леса на водоразделе занимают 13%, смешанные леса – 1%, лесной растительностью непосредственно на болоте занято 18% площади котловины и 9% луговой болотной растительностью. Фон растительного покрова составляют сельскохозяйственные угодья; на нем пятнами распространены фрагменты вторичных березово-осиновых лесов, часть из которых находится на стадии формирования второго яруса из ели, а другая часть – на более ранней стадии формирования подроста ели. Связность лесных массивов нарушена – они располагаются кластерами на расстоянии примерно 2-6 км, расстояние между изолированными массивами внутри кластера – сотни метров.
    Крупные массивы пахотных угодий вокруг Сусанинского болота, как и для всего Сусанинского района, приурочены к участкам распространения плодородных почв – лессовидных (легких) суглинков. Наилучшие условия для земледелия обеспечиваются распространением склоновых местоположений в холмистом рельефе с относительно высокой дренированностью, лессовидным почвенным покровом и близким залеганием коренных карбонатных пород. Это обеспечивает повышенную привлекательность водораздельных территорий для расселения, сельскохозяйственного и лесохозяйственного освоения.
    Непосредственно в котловине болота наблюдаются повторяющиеся сегменты заболоченной лесной растительности и безлесных пространств северо-западного простирания вдоль речной долины р. Шача и ее притоков рек Водыш и Пичеж. Русла рек большей частью затянуто болотной растительностью, но водная гладь проглядывает и пунктиром обозначает направление их стоков, а также обнаруживает на поверхности в центральной части болота озерки, самое большое из которых имеет площадь ок. 15 га.
На карте четко прослеживаются продольные сочетания пространств различной ширины и волнистости, простирающиеся вдоль русел рек в котловине. Пестрота вызвана неоднородностью рельефа днища долины и представлена сочетанием открытых без сомкнутой древесной растительности пространств и сомкнутых древостоев.
    Отрытые пространства (светлые тона на карте) представлены следующими тремя типами растительности. 1.Заболоченные березовые редколесья из березы приземистой (Betula humilis Schrank) с уч. ольхи черной (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) с невысокими кочками осок (Carex cespitosa L.) в сочетании с пятнами зарослей ивы серой (Salix cinerea L.) и сырых осоковых лугов с разнотравьем, включающим наборы редких для области видов растений, занесенных в Красную книгу Костромской области (Dactylorhiza traunsteineri (Saut.) Soo, Gymnadenia conopsea (L.) R. Br., Epipactis palustris (L.) Crantz , Carex dioica L., Eriophorum gracile Koch, Trisetum sibiricum Rupr.). В местах выходов ключей на «жирных» железистых гумусированных почвах – участки с доминированием осок и мхов (мниумов и печеночных мхов), с участием триостренника (Triglochin palustre L.), мятлика болотного (Poa palustris L.), щавелька малого (Rumex acetosella L.), а также видов из Красной книги области: дремлика болотного (Epipactis palustris (L.) Crantz), камнеломки болотной (Saxifraga hirculus L.), бровника одноклубневого (Herminium monorchis (L.) R.Br.). 2. Заболоченные пушицево-рогозово-зеленомошные и пушицево- вахтово-зеленомошные (Eriophorum polystachyon L., Typha latifolia L., Menyanthes trifoliata L.) луга с зарослями березы приземистой (Betula humilis Schrank) в сочетании с березовым (пушист.) (Betula pubescens Ehrh) и сосновым (Pinus sylvestris L.) редколесьем. 3. Мезофитные луга с высокотравной растительностью (Filipendula vulgaris Moench., Angelica sylvestris L., Lythrum salicaria L., Lycopus europaeus L, и др.). Встречаются вдоль кромки болота и вдоль притоков рек, в местах вреза русел в котловину.
Облесенные пространства в котловине болота (темные тона на карте) представлены следующими двумя типами растительности: 1. Черноольшаники (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) и березняки (Betula pubescens Ehrh) редко со вторым ярусом ели (Picea abies (L.) Karst.) кочкарно-осоковые (Carex cespitosa L.) заболоченные в сочетании с зарослями кустарников из ивы серой (Salix cinerea L.) и пятнами заболоченных осоково-хвощовых (Carex cespitosa L., Carex vesicaria L., Carex rostrata Stokes, Carex pseudocyperus L., Equisetum fluviatile L.) лугов. 2. Черноольшаники (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) и березняки (Betula pubescens Ehrh) заболоченные хвощовые (Equisetum fluviatile L.) и таволговые (Filipendula vulgaris Moench.) в сочетании с несомкнутыми березняками (Betula pubescens Ehrh) и пятнами открытых мест с зарослями березы приземистой (Betula humilis Schrank).
    Полученная карта может являться основой для мониторинга растительного покрова Памятника природы. Современное состояние мозаичности растительного покрова болота в котловине отражает гидрологическое состояние территории и зависит от количества поступающей в котловину воды по руслам рек, через выходы ключей, по склонам холмов, от скорости течения рек, интенсивности эрозионных процессов на склонах, а также от скорости и направления развития растительности на болоте. Облик растительности на водораздельных территориях будет меняться в основном под влиянием процессов зарастания сельскохозяйственных угодий лесами и смены вторичных лиственных лесов на хвойные в случае исключения их рубок. Последующий этап мониторинга для получения сравнительных данных и оценки происходящих тенденций целесообразен через 10 лет.

Немчинова А.В. и др. Мониторинг растительного покрова Сусанинского болота с использованием ГИС-технологий // Материалы международной научно-практической конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития» 23-25 апреля 2009 г. в г. Шарье, КГУ им. Н.А. Некрасова, 2009