Полосатый лес

Полосатый лес

Чем дольше тянется холодная весна, тем чаще сторонники глобального похолодания перекрикивают сторонников глобального потепления. Самые мудрые из алармистов заявляют об изменении климата вообще. Без конкретики. С одной стороны, оценивать климат по паре месяцев — это словно жену по фотографии выбирать. С другой стороны и возразить нечего: климат штука динамическая и беспрерывно меняется.

Но даже допустив ангажированность всех активистов остается повод для размышлений. Допустим климат стабилен и в ближайшие пару веков не изменится. Это значит, что каждые несколько лет нас ждут катастрофические явления: ураганы, наводнения, пожары, засухи и прочие развлечения. Тот самый климат, о сохранности которого все так пекутся, на протяжении русской истории каждую треть века вызывал массовый голод.

Конечно, все на климат сваливать нельзя. Но поскольку в любые времена управление страной было своеобразным, а история стабильно непредсказуемой, последние два фактора можно принять за константу. Сегодня сложно представить, что олигархи начнут морковку выращивать, однако настоящего параноика ничто не может остановить.

Неизменность глобального климата сулит югу России регулярные засухи и и пыльные бури. Если последствия первых, хотя-бы теоретически, можно побороть с помощью генетиков, то в отношении вторых крисп бессилен. Тут тебе и дефляция и посечение всходов и проблемы с инфраструктурой. А еще в прошлом октябре решил по глупости салат на улице оставить. Потом пол-дня землей на зубах хрустел.

Парадокса нет. В условиях пахотного хозяйства и малой облесенности каверзы погоды не заставят себя ждать. Осознали это давно, еще в 1767 году русский агроном Болотов предложил защищать поля лесом. Первые лесные полосы закладывали помещики Ломиковский в Полтавской губернии и Скаржинский в Херсонской. В конце девятнадцатого века после очередного голода экспедиция Докучаева подтвердила их правоту (тем, кто не боится дореформенной орфографии с «ятями» рекомендую замечательную книгу «Наши степи прежде и теперь»). Одновременно с Докучаевым, на примере саратовских полей пользу лесонасаждений подтвердил лесовод Генко.

Полная окантовка карты полей лесом в несколько раз снижает воздействие ветра, уменьшает испаряемость более чем на десять процентов, приводит к равномерному распределению снега и уменьшает поверхностный сток со смывом почвы даже по сравнению с единичной лесной полосой.

Работы исследователей пригодились после двух войн и серии голодных периодов двадцатых, тридцатых и сороковых годов. В октябре 1948 года был принят указ с бесконечно длинным названием «О плане полезащитных лесонасаждений…» более известный как сталинский план преобразования природы.

Согласно этому плану предполагалось изменить климат на территории 120 млн. га (примерно десятая часть Европы) путем посадки сети лесных полос, создания водоемов и введения травопольных севооборотов. За последнее активно выступал академик Вильямс, снискавший критику Прянишникова, Гедройца и Тулайкова. На местах травополье тоже приняли неоднозначно: в южных регионах использовать его следует очень аккуратно.

Программа была рассчитана на пятнадцать лет, но после смерти Сталина ее быстро свернули. Тем не менее, за это время успели посадить свыше двух миллионов гектаров леса, соорудить несколько тысяч водохранилищ, зарегулировать сток рек и организовать сотни оснащенных лесозащитных станций. Работы велись в 80 тысячах колхозов и двух тысячах совхозов. Протяженность главных лесных полос превысила пять тысяч километров.

Лесополоса Пенза-Каменск


На снимке: фрагмент лесозащитной полосы Пенза-Каменск у реки Чир. Протяженность всей полосы более 600 км.

Результаты «сталинского плана» не заставили ждать. По сравнению с незащищенными полями урожайность зерновых возросла на 25-30 процентов, овощей на 50-75%. Урожайность трав увеличилась вдвое, а местами и втрое. В 1951 году по сравнению с 1948 производство свинины удвоилось, производство молока возросло на 65%, яиц на 240%, шерсти на 50%.

Эти результаты публикуют из раза в раз, но я рекомендую относится к ним с осторожностью. Уж больно похожи они на текст книжки «О вредителях в лесном хозяйстве». Там тоже рассказ о росте производства мяса на триста процентов, но для тех же лет можно найти декреты о подавлении голодных бунтов. Двукратный рост в сельском хозяйстве говорит либо о фальсификации в статистике, либо об «эффекте низкой базы». Да и авторы, приводящие эти цифры на исходные документы чаще всего не ссылаются.

Нельзя сказать, что облесение полей — очень простая процедура, в ней очень много подводных камней. Взять тот же размер. Чем больше поле, тем меньше затрат на его обработку, но с увеличением площади снижается эффективность лесных полос. Если к этому еще добавить лысенковские квадратно-гнездовые эксперименты и вечный дефицит ведер и навоза из старого анекдота, задача получается невероятно трудной. По многим участкам посаженных полос не сохранилось никаких документов. Изучать их сегодня можно с тем же удивлением, что и девственные африканские джунгли.

Реальная эффективность работ в региональном масштабе достоверно не была подсчитана, хотя на пользу «Сталинского плана» косвенные признаки указывают даже при том, что до конца работы не были доведены. С мая 1953 года деятельность по изменению климата была прекращена, земли возвращены прежним владельцам, а лесозащитные станции ликвидированы. Уход за культурами был свернут, несколько тысяч водоемов заброшены, часть площадей распахана, а часть посаженных деревьев потравлена скотом.

У Хрущева была своя глобальная игрушка — освоение целины. Сегодня легко всех осуждать, но со всей деликатностью слова, идею освоения можно описать так: годами вас предупреждают об опасности электричества, на что вы заявляете: «Отстаньте, мне прямо сейчас нужен свет» и хватаете руками оголенный провод.

В 1972 году случилась сильнейшая за двадцатый век засуха, результатом которой стала продажа почти пятисот тонн золота в обмен на зерно (больше двадцати миллиардов долларов). Страна оказалась в очень сложной ситуации, про которую мы могли бы сейчас говорить «лихие семидесятые». Спас Самотлор, на идейной роли которого мы живем по сей день. Урожай того года, получивший в народе название «прическа Хрущева», вынудил вновь заняться вопросами создания лесных полос и мелиорации.

Закладка новых насаждений ведется до сих пор, но темпы ее после распада Союза катастрофически упали. Если в 1995 году, в условиях войны, криминала, нищеты, разрушенной экономики и человеческого разочарования посадили 19,8 тысяч гектаров новых лесов, то в относительно сытом и спокойном 2007 всего триста гектаров. Для сравнения, озеленить какое-нибудь современное поместье выйдет дороже на порядок, а то и на несколько.
Поле и лесополоса

Сегодня остатки «сталинского плана» напоминают гигантский затопленный корабль. Все знают, что он есть, но о его состоянии можно только догадываться. Теоретически корабль могут поднять на поверхность, однако сделать это столь же трудно, как и начать любую долгую и сложную работу: проблемы гарантированы сразу, а результат если и будет, то станет заслугой совершенно других людей.

Периодически в печати появляются обзорные работы, но чаще всего они не охватывают весь план или оказываются чудовищно поверхностными. Это не в обиду авторам, задача действительно велика. Исследования большей частью сосредоточены на вопросе сохранности древостоя. Живой напочвенный покров, почва, фауна, микроклимат и другие важнейшие вопросы остаются пока загадкой.

Но даже по вопросу сохранности насаждений у исследователей нет единства. Константин Николаевич Кулик в своей обзорной работе указывает на почти повсеместно неудовлетворительное состояние полувековых насаждений. Они деградировали, подверглись болезням, рубкам и пожарам. При этом, на примере Белгородской области в статье Беспаловой и Саблиной утверждается обратное: у насаждений, заложенных после 1955 года местами наблюдается уменьшение протяженности, но целостность их еще сохраняется, зато старые лесополосы (до 1955 года посадки) во многих местах уже погибли.

В исследовании Засобы, Чеплянского и Поповичева более половины всех насаждений оценены как средневозрастные, примерно десятая часть как спелые и перестойные. Приспевающих почти семнадцать процентов. Общей площадью насаждений авторы называют 85,7 тысяч гектаров, при этом пятая часть отведенной под лесные полосы площади не занята древесной растительностью. В Калмыкии и Астраханской области ситуация еще хуже, там доля безлесной территории доходит до шестидесяти процентов.

Кацадзе в кратком обзоре защитного лесоразведения для одного только Краснодарского края указывает площадь лесных полос 120 тысяч гектаров. При этом отмечает, что семьдесят процентов насаждений захламлены и требуют капитальной реконструкции. Кто будет реконструировать — не говорит. В 2006 году после вывода большей части лесных полос из структуры министерства сельского хозяйства большая их часть оказалась бесхозной.

Пока лесные полосы еще стоят и в отдельных местах даже неплохо выглядят. Но надолго ли? Что будет после их отмирания? В мае 2007 года только в Воронежской области пыльные бури уничтожили свыше двадцати тысяч гектаров посевов свеклы. В 2015 году пыльные бури повредили посевы в Тамбовской (20 тыс. га), Липецкой (18 тыс. га), Курской (17 тыс. га), Воронежской (16 тыс. га), Орловской (9 тыс. га) и Белгородской (4 тыс. га) областях. Как изменяется сток и динамика запасаемой влаги можно только гадать.

В прошлом году в России собрали почти 133 миллиона тонн зерна — второй результат после рекордного урожая 2017 года. Это примерно по пол-килограмма муки ежедневно на каждого человека в стране, включая младенцев. Не хочу быть еще одним алармистом, но за рекорды обычно приходится долго и дорого платить. Всю жизнь я слышу намерения «слезть с нефтяной иглы», но пшеничная игла немногим лучше. Если оглядеться, под нами таких иголок большое количество, но мы сидим на них с невозмутимостью индийского йога.

Тут можно подумать, что я призываю все бросить и начать сажать леса. Ни в коем случае. Экосистема, особенно в региональном масштабе требует очень аккуратных и грамотных действий. «Стройки коммунизма» тут как игра в русскую рулетку: если ничего страшного не произошло, считай повезло. Но дать оценку современному состоянию системы, ее климатической и экономической эффективности, способности к восстановлению, позитивному и негативному влиянию на естественные сообщества жизненно необходимо.

Хотя рискну предположить: если дать подробную и глубокую оценку состояния «плана преобразования» на сегодняшний день, сажать придется непременно.

Закат гербицидов

Закат гербицидов

Вскопал новую грядку по модернизированной системе академика Виноградова, отошел выпить водки, оглянулся, а по вывороченной земле уже разгуливают сороки в поисках упругих червей. Русский натуралист сегодня — это грязный вонючий алкоголик без карьерных перспектив и шансов заполучить желаемый социальный статус. Карьерное развитие возможно лишь в трех областях: институт, проектирование или шоу-бизнес. Напоминают тропинку через ночное поле, когда пытаешься через пахоту выйти к реке. Идти по тропинке легко и приятно, но очень быстро она сворачивает и ведет совершенно в ином направлении.

В насилии над собой мало рационального, но бесконечно оправдывать глупость характером невозможно. Лучше взглянуть на растениеводство. Я не отрекаюсь от взглядов на современное лесное хозяйство как на лживую, порочную и позорную отрасль экономики, но где еще могла зародиться самая гениальная концепция культуры?

Сельское хозяйство от лесного отличают лишь два признака. Первый — срок оборота. То, что в сельском хозяйстве делается за год, в лесном требует века. Это означает, что даже простой эксперимент по ротации культур в лесном хозяйстве займет тысячелетия — время, за которое в силу пластичности эдафо-климатических условий, результат потеряет всякий смысл. Второй признак — выборка. Там, где лесник работает с сотнями растений, аграрий с тысячами и миллионами. Проблемы нельзя устранить, а потому мысль потекла в единственно верном направлении: когда нельзя идти вперед, можно достигнуть цели идя назад. Массовый подход к лесовыращиванию сменился на индивидуальный.

Сама идея не нова, более того, на ней основано все мировое садоводство. Но у садов своя специфика, поэтому очевидную мысль осознали только столкнувшись с проблемой больших масштабов. Не надо выращивать лес, надо выращивать деревья.

Звучит примитивно и неубедительно, но посмотрите, как тривиальная фраза изменяет технологию. Если раньше во время прочистки стремились к удалению нецелевых пород, то сейчас грамотный хозяин удалит лишние. Если растим березу, это не значит, что стоит убрать всю ольху и наоборот: из трех перспективных, но растущих рядом деревьев стоит спилить два. Обеспечиваем каждому дереву те условия, которые считаем целесообразными.

Аграрии подхватили мысль и вот мы уже слышим истории про точное земледелие. Пока слишком дорогое и корявое, но движение не остановить. Пройдет не так много времени и мы услышим: «Не надо удалять все сорняки, иногда удаление культуры вместо сорняка дает больший урожай». Выращивание растений меняется на выращивание растения, а в финале — на выращивание органа.

Конечно, я ангажирован скудностью познаний в молекулярной генетике и не собираюсь принижать величие CRISP-Cas. Но совершенно очевидно, что при точечном возделывании растений одной генетикой не обойтись. Нельзя же бесконечно выращивать иерихонскую розу перебирая нуклеотиды и примитивную агротехнику. Жизнь заставит вспомнить о ценотических связях, теории групп растений, обощении закона Вебера-Фехнера и еще о том, что в области понимания экологии растений мы безнадежно отстали, лишь на шаг отступив от грейг-смитовского рассказа про Окефеноки.

Вот тут мы и пригодимся. Впереди лощеные хари натуралистов, воспоминания о суровом прошлом и курсы на гикбрейнс по ботанике. А пока пойду огород копать.

Валежник

Хотел бы сказать, что форму надел специально, но так совпало: крещенские морозы разыгрались прежде чем я вещи из стирки забрал. Хотя с формой получилось даже убедительней.

Комментарий о том, как феодальное государство запрещает холопам валежник собирать: https://youtu.be/7jDAYmQC1oU

Прибыльное лесное хозяйство

На минувшей конференции @spbgeotex некоторые участники усомнились в моих словах про убыточное лесное хозяйство в России. Дескать, коэффициент дисконтирования это какая-то фигня — всего-лишь цифры. Можно зачеркнуть одни, нарисовать и обосновать другие. Хорошо, давайте подсчитаем экономику лесного хозяйства на пальцах, без всяких умных слов.

Возьмем сценарий, позитивный до идиотизма. У вас гектар площади. Пусть мы закупили саженцы елки с открытой корневой системой по два рубля штука и сажаем с заниженной густотой. Выйдет около пяти тысяч только на посадочный материал. Но его еще нужно довести — гнать КАМАЗ до питомника и обратно. Сколько стоит работа (кроме лесников работает бухгалтерия, МТО, начальство и другие люди)? Перед посадкой землю необходимо распахать, а вырубка это не черноземные поля — тут расход топлива выше. А еще амортизация, а еще незапланированные траты — постепенно стоимость посадки приближается к пятидесяти тысячам.

А еще допустим, что приживаемость двухрублевых саженцев у нас 100%, мы не тратимся на уходы, в лесу не бывает пожаров, короедов, ветровалов. Предположим, что дороги у нас не зарастают, гидромелиорация не нужна, класс товарности не ниже первого. Посадили деревья и восемьдесят лет на это место не приходили, а когда пришли — там лес поспевший. Да еще и с кубатурой такой, кубов под двести.

Все это необходимо спилить, раскряжевать, убрать порубочные остатки, погрузить на лесовоз-двухтирку и вывезти. Допустим, тут еще уйдет сто тысяч. Итого, вкладываем сто пятьдесят тысяч и через восемьдесят лет получаем двести кубов условной елки. Цена на еловый кругляк сейчас 2-5 тысяч рублей за куб, смотря какой диаметр. Возьмем среднюю (3 тыс. рублей) С гектара выходит 200*3000=600 000 рублей — четыреста пятьдесят тысяч рублей прибыли.

А теперь откроем калькулятор и убедимся, что вложив эти 150 тысяч в банк на 80 лет под пять процентов мы получим 750 000 рублей. На сто пятьдесят тысяч больше, а всю операцию можно проделать на телефоне одним пальцем.

Реальность еще печальнее. Проблемы по мере роста леса возникают почти всегда, а на сто пятьдесят тысяч вы можете вести лесное хозяйство только друг с другом вон в тех кустах. И это не только проблема России. Поезжайте в Вяртсиля на погранпункт — поcмотрите сколько леса идет через границу. Или в Питер на разводку мостов — на мосты смотреть скучно, а вот проплывающие лесовозы очень интересны. А вспомните кризис с вагонами-кониками для Финляндии два года назад.

Европейцы охраняют свои леса не от любви к природе, а от любви к деньгам. Потому что выгодное лесное хозяйство на севере можно вести только по одной схеме: вырубили и на полтора века про эту территорию забыли. Только это не лесное хозяйство, а лесодобыча и вести ее можно только на очень больших и неосвоенных территориях. По этой причине термина «лесное хозяйство» в России не существует уже более десяти лет.

Может ли быть наоборот? В частных случаях наверняка да, но в целом, лесное хозяйство на севере — это фиаско если нет подневольного труда. Прибыль от растениеводства в широком смысле обратно пропорциональна модулю широты. Если где и стоит выращивать лес, то на юге, но не заменяя сельскохозяйственные культуры, а обеспечивая лучшие условия для их возделывания.

Агроном получает от лесничего микроклимат, удержание снега, снижение ветра, уменьшение эрозии. Лесничий получает от агронома дороги, косвенно удобрения с химической защитой и контроль. И все это в условиях повышенной продуктивности.

К большому сожалению, эта схема ведения хозяйства будет работать еще настолько не скоро, что можно считать никогда. Но я про эту мою боль на конференции @spbgeotex не говорил, потому как тема вообще-то была посвящена применению геоинформационных систем в изучении растительного покрова.

Выступление целиком можно посмотреть здесь, доклады адекватных людей можно посмотреть на канале конференции.

Очень советую посмотреть. Хорошая конференция была.

Невнятный подкаст. Сезон 2. Выпуск 1. Зачем ковырять деревья

Экономика, генетика, тухлые яйца, сверхпроводники, сонные лемуры и этичные нейросети.

Как тегировать лесные кварталы в OpenStreetMap

Хорошо, что я отписался от всех чатов, иначе от прочтения OSM-RU у меня бы мозг воспалился. Я не знаю как обстоят дела с лесными кварталами на планете Нибиру, но у нас все завязано на лесоустройство и конторы в названии которых есть буквы «леспроект».

Теория такова: каждые десять лет лесхоз делят на кварталы, в европейской части чаще всего 1х1 км. В первый раз прорубают просеки, после этого границы стараются не изменять. В каждом углу квартала вкапывают столбы с номерами (номер смотрит в центр квартала). Нумеруются кварталы слева-направо сверху-вниз. Нумерация может быть неизменной очень долгое время, но если к лесничеству присоединили территорию или наоборот, часть леса вывели из фонда — добавляются/удаляются кварталы и нумерация «плывет». Пограничные кварталы часто имеют неправильную форму, поэтому их иногда могут объединять/разделять, что тоже влияет на нумерацию. Особенно если на таких кварталах нет леса (напомню, что лесной фонд и лесопокрытая территория — это разные вещи). Аналогичная ситуация происходит, если лесхоз пересекает линейный объект (газопровод, лэп, дорога и др.)

Внутри кварталов прорубают три «минипросеки» — визирные линии. По аэроснимкам дешифрируют выдела внутри кварталов — обводят на фотографии с самолета однотонные участки растительности. После в лес приходят таксаторы и ориентируясь на «визирки» и контуры дешифрирования описывают каждый выдел детально с указанием необходимых мероприятий. Отчет в обязательном порядке передают в лесхоз, иначе совсем не ясно для чего такую работу проводить. Все разговоры о том, что у лесхоза нет материалов лесоустройства, нумерацию меняют каждые три года, номер передвигают влево, а рубки влияют на нумерацию кварталов — беспросветная хренотень.

На практике лесхозов уже давно нет, вместо них лесничества, а вместо лесничеств — участковые лесничества. Документы могут быть утеряны, повреждены или вам их просто не дадут. Лесоустройство может опаздывать на один, два, а то и три периода (в переводе — нихрена не делали со времен Союза), многие столбы забыли вкопать, те что вкопали не подписаны, а те, что подписаны давно выцвели и сгнили. Нумерация кварталов может идти не по принципу «слева-направо сверху-вниз», визирки вы не найдете даже в образцово-показательных кварталах, а в обычных лесничествах бывает, что и просеки заросли. Выдела обрисованы от балды, а там где по документам сорокалетние елки, растет береза с ольхой. Треш, бардак и анархия. А если кто скажет, что у него полный порядок и только он хранитель истины — плюньте в рожу этой собаке дикой.

Но вот вам вишенка на торте — номера кварталов можно иногда найти в открытых проектах освоения лесов, но все это часть лесоустроительной документации, а последняя всегда грифована как ДСП. Это юридический казус, но формально он ставит под сомнение возможность внесения данных о кварталах в OpenStreetMap. Это значит, что всякие «открытые данные о лесах» можно скормить шредеру, а в базу вносить то, что указано на местности. Благо, столбиками до сих пор выделяют не только кварталы, но и границы рубки, на которых номер квартала тоже подписан. Причем на рубках самая актуальная информация: идешь по лесу — как свежую газету читаешь.

В конечном итоге, какая разница под каким номером проходит этот участок в ГУЛФе, если на местности он обозначен как квартал 94? Откроют ГУЛФ — тогда и поговорим.

Недосягаемый космос

Я настолько стар, что в детстве хотел стать космонавтом. Видимо желание это было так велико, что по инерции меня еще дважды заносило в подмосковный Центр управления полетами, старый советский космический скафандр и тренировочный аквариум Звездного городка. В Звездном городке я на контрольно-пропускном пункте впервые увидел лиственницу и совершенно изумился (ибо в то время я еще не научился как следует охуевать). Хвойное дерево, с мягкими как листья иголками это вам не акация с гледичкой. На тот момент, я уже принял решение, что космос может обойтись без меня, а вот таежные леса нет. Я так и записал в блокноте: «буду лесником», после чего перечитал в поселковой библиотеке все что имело отношение к лесу и лесному хозяйству.

В одну из зим, меня вместе с поземкой занесло за ворота конторы военного лесхоза. Это на специальность инженера лесного хозяйства я поступал обуреваемый мощным романтическим порывом. Сюда же пришел в полной убежденности, что настолько испорчен тлетворным влиянием института, что терять мне больше нечего и наконец-таки можно приступить к исполнению детских мечт. Так я получил два комплекта формы, петлицы с просветом без звездочек, юфтевые сапоги и красное удостоверение в котором между графой «выдано оружие…» и графой «наименование учреждения» стояла запись «Лесник (инспектор по охране леса»). Вскоре после этого я вывалился по пьянке из окна общежития и окончательно переселился в контору лесничества.

Данность, ниспосланная мне судьбой слабо походила на ожидания. Особенно зимой, когда вся основная работа затихала и я целиком посвящал себя обязанностям машиниста отопительной установки, которые исполнял в целях прибавки к жалованью и обогрева своего жилища.

Хорошо, что зима не длится вечно. Я был самый трезвый из кочегаров и все-равно пил так, что написал монографию, философский трактат, программу на С++ для ввода и анализа геоботанических данных и обошел в Морровинде вокруг Красной горы. Фактически, вся теория живых систем, методы расчета важности информации, понимание красоты как строгой (в математическом смысле) функции системы и диатропический подход к классификации объектов возникли во время безделья между подброской в печь дров и угля.

Даже сейчас, по прошествии лет, я нет-нет, да и задумаюсь, наливая стакан, о том, что иерархические классификации гораздо менее применимы, нежели диатропические. Особенно это касается естественных объектов, где провести уровенное деление далеко не всегда представляется возможным. Возьмем, к примеру картографию, как наиболее наглядную и прикладную дисциплину. При построении легенды мы прежде должны разработать подходящуюю классификацию объектов на карте. Сделать это можно разными способами, исходя из целей построения карты. Например, можно создать класс дорог и класс территорий и мы получим типичную дорожную карту. Можно, наоборот, все дороги свести к одному типу и включить его в каждый из классов территории — в этом случае мы получим карту землепользования. Для простых схем и примеров это работает просто и понятно.

Но даже небольшое усложнение картируемой территории приводит к неразрешимым проблемам. Мы вынуждены либо отбрасывать информацию, упрощая содержание карты, либо постоянно создавать новые типы и классы объектов. Рано или поздно схема неизбежно запутывается.

Мы наносим на карту родники. Это тип объекта, который, казалось-бы, прост и понятен. Но только до тех пор, пока не будет найден первый каптированный источник. Сразу родники становятся классом, содержащим два типа объектов: родники обустроенные и просто выходы вод. Что такое каптированный родник? Обычно это просто врезанная в землю труба, иногда достаточно большой длины, по которой родниковая вода течет цивилизовано. А теперь представьте, что нам, кроме родников, необходимо обозначить еще и трубопроводную сеть. Мы также представляем ее как класс, содержащий разные типы: система орошения, система канализации, и, черт возьми, сюда может попасть и наша труба, выводящая родниковые воды.

Что произошло? Два класса, абсолютно разные во всем, содержат в себе один и тот же тип объекта. В нормальной иерархической классификации такое абсолютно невозможно. У нас, вместо иерархии образуется сеть из типов объектов, в которых классы всего-лишь представляют собой группы типов с определенным набором признаков. Иерархия пропадает, возникает диатропизм. В ботанике и зоологии та же хрень описана еще палеоботаником С.В. Мейеном и его учеником Ю.В. Чайковским (смотри лучшее чтиво 1990-го года: «Элементы эволюционной диатропики»).

Нет такой классификации объектов, которая будучи иерархической была бы эффективной для работы с глобальной базой геоданных. Сложность иерархических классификаций обратно пропорциональна количеству классов низшего уровня. На большом количестве объектов это особенно заметно — красивая иерархия превращается в беспорядочную сеть, вынуждая нас в конечном итоге подбирать высшие классы исходя из типа объекта, вместо того, что-бы определять тип, исходя из высшего класса.

Мы рисуем контур конкретного объекта с редкостоящими дервьями, после чего решаем: отнести его к лесу, скверу или вообще к газону? Мы рисуем линию и решаем: отнести ее к ручью или ограждению (ров вокруг замка это ограждение или водоем?). Мы рисуем точку и думаем, обозначать ли этот канализационный люк как преграда на дороге, если с него раз в два месяца какие-то пидарасы снимают крышку? Возьмите OSM-мовские natural=wood и landuse=forest. Всегда ли легко установить разницу, особенно если речь идет о стране в которой лесное хозяйство официально отменено с 2007 года? А ведь это разные классы, объекты в них должны быть отличимы между собой как тротуар и ручей. Но что делать, если по тротуару уже второй год течет ручей водопроводного порыва, не мешая гулять пешеходам? Что это за объект-то такой?

Кстати, в России landuse=forest и при действующем лесном хозяйстве нельзя было трактовать однозначно. Например северные гористые леса, принадлежащие лесхозу, который ввиду бессмысленности или отсутствия дорог не проводил там хозяйственные мероприятия.

Примитивная классификация данных OpenStreetMap позволяет отображать на карте огромное количество нюансов. Новый объект? — не вопрос, вот новое значение тега. Что-то совсем странное? — не вопрос, вот новый тег. Выбери в свое время Кост многоуровневую классификацию, мы получили бы сейчас головную боль в виде действия закона Ципфа: имели бы пять-шесть верхних классов, включающих 80-90 процентов всех объектов и овердохуя классов, содержащих по одному-два объекта. А в таком виде, классификация OSM сродни низкоуровневому языку или безработному без долгов: постоянно требуется вникать во множество деталей, зато никаких ограничений для творчества.

Лучше нынешней классификации OSM может быть только полный отказ от иерархии. Объединяем существующие теги и их значения в единые свойства и указываем наличие этих свойств у любого объекта. А поскольку свойства выражены в разной степени, добавляем значение истинности. Так для густого леса, вместо natural=wood мы получаем naturalwood=0.9, а для редкостойного, вместо natural=wood мы получаем naturalwood=0.3.

— Эй, бля! С твоей классификацией, мы получим таких монстров, что хер кто их распознает! Вот что это например за хуйня такая:  natural_wood=0.3, natural_scrub=0.2, natural_wetland=0.2, highway_construction=0.5,  highway_path=0.9,  barrier_ditch=1.0, landuse_construction=0.5, landuse_fill=0.7?

— Никакая это не хуйня. Это коммунальщики в девяностых на Нежданке разрыли по весне дорогу, заткнули дыру чопиком, засыпали и зачем-то понавтыкали в землю наломанных тополевых веток (может место так пометили). Естественно, чопик со временем себя изжил, а ветки проросли, да так, что когда приехали на это место в следующий раз выдернуть их никто не смог. Зато прокопали траншею для того что-бы подобравшись к трубе вставить новый чопик. После этого уехали и похоже что навсегда. А там теперь дорога, упирающаяся в тополевник с кустами (кусты уже сами выросли), рвом, тропинкой и постоянно подтопленной мусорной свалкой. А теперь идите и изобразите это в легенде с помощью стандартной иерархической классификации.

Я тут не буду намекать о том, что допуск отображения значения тегов через другие теги дает вообще космические возможности. Например, этот же объект можно в упрощенном виде записать как barrier: {natural_wood=0.3, natural_wetland=0.2, barrier_ditch=1.0}. Хотите увековечить на карте топиарное искусство? -говно вопрос: historic_memorial:{natural_scrub=1.0}. Обратите внимание, что в данном случае, natural_scrub относится именно к памятнику, то есть является его неотделимой частью. Если бы мы хотели обозначить могилу в кустах, то поступили бы по другому: historic_memorial=1.0, natural_scrub=0.4.

Каждый раз, когда я вспоминаю об этом, передо мной открывается целая вселенная возможностей. Поэтому, не теряя ни секунды я немедленно улетаю с этой планеты на синей ракете и вращаюсь где-то в космосе. Так, что можно сказать, детская мечта сбылась. И чем больше я вращаюсь там наверху, поглядывая на все происходящее свысока, тем меньше меня тянет возвращаться. Может быть однажды я улечу нахрен и больше никогда не вернусь.

Нечеткий пацанчик

В труды Лотфри Заде я влюбился с первого прочтения и до сегодняшнего дня любовь эта не только не угасла, но даже окрепла, подведя меня к открытию субъективной логики. Говоря о безмерности такой страсти, достаточно хотя-бы вспомнить историю того утра, которое я провел в компании со свежеприбывшим в часть азером, застав его в армейском толчке с гашишем вместо тряпки. Его родители и предположить не могли, что выбрав имя знаменитого математика, они оберегли сына от хорошей пиздюлины на фоне журчащих чаш Генуя. Судя по тому, как он прожигал дырку в бутылке из под «фанты», проблема здоровья его совершенно не интересовала. Я отобрал у этого идиота бутылку и раскуривались мы с ним через нормальную полторашку отечественного уставного лимонада «Дюшес».

С тех пор я постоянно вижу возможности эффективного применения аппарата фаззи-логики как в научных, так и в сугубо прикладных задачах. Ведь только глупец не замечает того, что показатель неэвклидовой размерности в сложных системах есть не что иное, как значение характеристической функции истинности. Это столь же очевидно, как и то, что пиво выпитое до выдоха после первой затяжки индифферирует ваши ощущения социальной несправедливости и классовой неполноценности.

Простой пример. В процессе классификации растительности теряется часть информации о классифицируемых объектах (их «индивидуальные особенности») [5]. Это приводит либо к недоиспользованию, либо к перерасходу ресурсов окружающей среды и производства.

Вот было бы заебато, усовершенствовать имеющуюся типологию лесов Северо-Западных районов России [5], для возможности учета индивидуальных особенностей растительного покрова! Такая типология была-бы актуальной при проектировании объектов строительства, сельского и лесного хозяйства.

Говно-вопрос! Для этого только требуется современную типологию [5] перестроить на основе теории нечетких множеств [1].

Классификации лесной растительности, использующие теорию нечетких множеств неизвестны. Аналогом нечеткой классификация в лесной таксации можно считать метод характеристики состава древостоя (Чистые насаждения – классы, коэффициенты в формуле состава древостоя – значения характеристических функций, определяющих степень приближенности к каждому классу). Теоретические аспекты нечетких классификаций рассматриваются в [2].

Я, например, когда покупал в полуторалитровых бутылках портвейн «Агдам» (такие бутылки с углублением для руки) всегда представлял себе двухуровневую типологию. Наименьшая единица – тип леса, выделяется аналогично [5] (на основе преобладающей породы и серии типов леса). Серии типов леса (далее – «серии») выделяются на основе обилия групп индикаторных видов [5]. Для каждой серии характерна индикаторная группа с уникальным набором видов. Растительное сообщество может одновременно относиться к одной (истинной) серии или нескольким (переходным) сериям. Истинная серия характеризуется присутствием только одной индикаторной группы с суммарным проективным покрытием травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового яруса 100 %. Показатель истинности серии рассчитывается как мера количественного сходства (коэффициент Чекановского, Эвклидово расстояние и др. [4]) между рассматриваемым растительным сообществом и истинной серией типа леса.

Да что там говорить, я даже серии типов леса выделил:

1. Лишайниковая (ЛШ). Основные индикаторные виды: Arctostaphylos uva-ursi, Carex ericetorum, Cladonia amaurocraea, Cladonia unicalis, Cladina arbuscula, Cladina rangiferina, Cladina stellaris, Cetraria islandica, Licopodium complanatum. Вспомогательные индикаторные виды: Polytrichum juniperinum, Polytrichum piliferum;

2. Кустарничковая (КТ). Основные индикаторные виды: Vaccinium myrtillus, Vaccinium vitis-idaea. Вспомогательные индикаторные виды: Melampyrum pratense;

3. Мелкотравная (МТР). Основные индикаторные виды: Majanthemum bifolium, Trienthalis europaea, Rubus saxatilis, Luzula pilosa, Oxalis acetosella, Pteridium aquilinum. Вспомогательные индикаторные виды: Dryoptheris carthusiana, Linnaea borealis, Melampyrum sylvaticum, Orthilia secunda, Lycopodium annotinum, Platanthera bifolia;

4. Неморальная (НЕМ). Основные индикаторные виды: Melica nutans, Viola riviniana, Carex digitata, Pyrola rotundifolia, Paris quadrifolia, Aegopodium podagraria, Pulmonaria obscura, Stellaria holostea, Actaea spicata, Lathyrus vernus. Вспомогательные индикаторные виды: Veronica officinalis, Veronica chamaedrys, Milium effusum, Dryoptheris filix-mas, Anemone nemorosa, Hepatica nobilis, Galeobdolon luteum, Rhodobryum roseum, Ranunculus cassubicus, Asarum europaeum, Viola mirabilis, Myosotis sylvatica, Galium odoratum;

5. Сфагновая (СФ). Основные индикаторные виды: Carex globularis, Sphagnum girgensohnii, Sphagnum capilifolium, Polytrichum commune, Sphagnum magellanicum. Вспомогательные индикаторные виды: Rubus chamaemorus, Molinia coerulea, Aulacomnium palustre, Sphagnum wulfianum;

6. Багульниковая (БАГ). Основные индикаторные виды: Ledum palustre, Chamaedaphne calyculata, Vaccinium uliginosum, Oxycoccus palustris, Andromeda polifolia, Eriophorum vaginatum, Empetrum nigrum, Drosera rotundifolia, Oxycoccus microcarpus, Sphagnum fuscum. Вспомогательные индикаторные виды: Sphagnum angustifolium, Carex pauciflora, Carex limosa, Betula nana;

7. Долгомошная (ДОЛ). Основные индикаторные виды: Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens, Dicranum scoparium, Dicranum majus, Dicranum polysetum;

8. Болотнотравяная (БТР). Основные индикаторные виды: Comarum palustre, Menyanthes trifoliate, Equisetum fluviatile, Carex lasiocarpa, Phragmites australis, Calla palustris. Вспомогательные индикаторные виды: Carex rhynchophysa, Scirpus sylvaticus, Solanum dulcamara, Carex vesicaria, Naumburgia thyrsiflora, Equisetum palustre, Carex acuta, Eriophorum polystachyon, Sphagnum riparium

9. Таволжная (ТАВ). Основные индикаторные виды: Filipendula ulmaria, Geum rivale, Ranunculus repens, Galium palustre, Viola epipsila, Cirsium oleraceum. Вспомогательные индикаторные виды: Caltha palustris, Carex cespitosa, Scutellaria galericulata, Cardamine amara, Impatiens noli-tangere, Chrysosplenium alternifolium, Equisetum pratense, Calliergon cordifolium, Plagiomnium undulatum;

10. Приручейная (ПР). Основные индикаторные виды: Athyrium filix-femina, Dryopteris expansa, Deschampsia cespitosa, Rubus-idaeus, Gymnocarpium dryopteris, Plagiochila major. Вспомогательные индикаторные виды: Phegopteris connectilis, Cirsium heterophyllum, Crepis paludosa, Circaea alpine, Aconitum septentrionale, Plagiomnium medium, Sphagnum squarrosum.

Что у нас тут? Брусничная серия говорите, согласно [5]? А это что? Ах, это тоже брусничная? А это? Позвольте, сударь, может мы прекратим отметать явные различия в увиденном и согласимся с тем, что наша прогулка проходит по кустарничково-лишайниковому типу КТx ЛШy, где x и y просто принимают различные значения?

Нечеткая классификация более достоверно описывает условия произрастания. Так при сравнении серий типов леса и ценозов в координатной системе, где оси означают богатство и влажность (рисунок) видно, что большинство растительных сообществ, которые по старой классификации относятся к «чистым» (лишайниковая, таволжная) на самом деле являются переходными. Ординация произведена по методу [3]. Проективное покрытие основных индикаторных видов принималось больше 8%, вспомогательных – единично.

ramensk
Рисунок. Четкие [5] (серый цвет) и нечеткие серии типов леса соординированные по влажности и богатству почвы.

 

Использование нечеткой типологии дает нехуевые преимущества:

1. Возможность более точного определения и планирования объема необходимых работ.

2. Допустимость менее детального обследования территории, поскольку существует возможность обоснованной интерполяции данных.

3. Возможность более обоснованного утверждения границ проектных решений.

А ведь это только те преимущества,  которые очевидны для любого дегенерата! Я даже молчу о том, что критерий истинности растительного сообщества открывает нам необычные возможности прогноза динамики растительных сообществ как систем с детерминированным хаосом, над чем уже не одно десятилетие бьются геоботаники, экологи и математики разных стран.

— Говно это, а не типология, прокомментировал мой доклад известный геоботаник В.И. Василевич. Он, конечно, человек интеллигентный, выразился мягче, но я сразу понял, что разработал действительно хорошую типологию.

Или вот вам, другой пример. Потребовалось однажды нитку ЛЭП вести через ООПТ [6]. А тогда все дико задрачивались на лобарию пульмонарию и мирику гале. Но восковник в месте проектирования не растет, а вот лишай надо было оберегать всеми силами. Да и кроме него хватало видов, которые требовалось охранить. Нужна была карта на которой сразу бы читался породный состав во всем его многообразии, полнота древостоя, да еще, что-бы карту эту можно было как подложку использовать. Так, что-бы человек смотря на карту сказал, что в этой точке лес гуще и елки больше. Не в абсолютных показателях, их можно и из таксации посмотреть, а именно относительно прилегающих участков.

При такой задаче, обычным планом лесонасаждений можно только жопу подтереть.

четкая

 

И никакие ГИСы (а в то время был только старый добрый ArcView 3.2a) вам не помогут решить эту задачу, пока вы не откроете свое сердце фаззи-множествам и не смиритесь с мыслью о том, что четкость элементов карты может быть не только достоинством, но и недостатком.

Я даже больше скажу: булевы классификации допустимы лишь для качественно различимых объектов. Примение дискретного деления для количественно разнородных объектов в областях, связанных с эксплуатацией природных ресурсов есть экономическое и экологическое преступление. Картограф, проводящий линию обязан нести ответственность не меньшую, чем врач делающий надрез. В следующий раз, когда будете четырьмя точками озеро обклацивать, представьте, что так-же хирург будет вашу опухоль вырезать.

Но все-что связано с природными ресурсами у нас не логично, а упраздненное в 2007 году лесное хозяйство и вовсе парадоксально. У нас квартала квадратные, а выдела имеют форму животных из ЛСД-шного наркотрипа, в то время как должно быть совершенно наоборот! Просто почувствуйте масштабы пиздеца. В сельском хозяйстве, где все на порядок проще, сходные вопросы поднимал, если не ошибаюсь, академик Виноградов, но один хрен за пределы опытных полей Новочеркасского НИИ виноградорства ничего не сдвинулось.

Так что-же делать? Все? Пиздец? Спокойно, товарищи! Это как плавание: для начала перестаньте бояться воды. В нашем случае, перестаньте бояться того, что вы не сможете, указав на карте точку, озвучить абсолютное значение показателя в этой точке. Оно вам нахуй не надо: важно знать, что в этой точке показатель больше чем в соседней. Распределяем цвета по породам, согласно правилам оформления лесотаксационных документов, далее создадим отдельные слои по каждой породе, установив для каждого выдела прозрачность, пропорциональную четверти полноты древостоя в этом выделе. Если распечатать каждый из слоев, получится карта полноты ельников, карта полноты сосняков и т.д. А теперь магия — наложим слои друг на друга.

нечеткая

 

Согласен, выглядит непривычно. Чем ярче цвет — тем гуще лес. Чем чище цвет — тем однороднее состав. Конечно, это только условно нечеткая карта — что поделать, исходные данные накладывают известные ограничения. Сама карта тоже явно требует доработки стиля, однако стоит ли требовать игру актеров от фильма «Прибытие поезда на вокзал Ла-Сьота»?

— Говно это, а не карта, прокомментировал мое творение друг и по совместительству известный в узких кругах геолог. Он, конечно, человек интеллигентный, выразился жестче, но я сразу понял, что разработал действительно хорошую карту.

Жаль только за время жизненных пертурбаций оригинал этой карты исчез, оставив после себя только свою уменьшенную копию:

fuzzymap

 

А парня того, говорят, через пол-года менты в увольнении взяли с целым пакетом травы. И ничего, подержали пару часов и отпустили. Видимо в школах милиции тоже изучают нечеткие множества.

 

Литература:

1. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений / Пер. с англ.— М.: Мир, 1976.— 167 с.;

2. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения: Пер. с англ. / Под ред. Р.Р. Ягера. – М.: Радио и связь, 1986, — 408 с.;

3. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову – М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1956, 472 с.;

4. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии / Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг, Л.Г. Наумова. – М.: Наука, 1989. – 223 с.;

5. Федорчук В.Н., Нешатаев В.Ю., Кузнецова М.Л. Лесные экосистемы северо-западных районов России: Типология, динамика, хозяйственные особенности. – С.-Пб., 2005. 382 с.

6. Материалы комплексного экологического обследования участков территории, обосновывающие внесение изменений в положение о природном комплексном заказнике регионального значения «Лисинский». — С.-Пб., 2011. 159 с.