0536-1036 Известия высших учебных заведений. Лесной журнал Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal) Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова 10.37482/0536-1036-2026-1-90-102 ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО FORESTRY Ветровалы в лесах юго-западной части Сахалина под воздействием циклонов Windfalls in the Forests of the Southwestern Sakhalin under the Influence of Cyclones Сабиров Р.Н. Сабиров Р.Н. Sabirov Rinat N. r.sabirov@imgg.ru 0000-0003-3427-8572 AAG-6821-2021 Мелкий В.А. Мелкий В.А. Melkiy Vyacheslav А. vamelkiy@mail.ru 0000-0001-8919-8508 AAG-6771-2021 Верхотуров А.А. Верхотуров А.А. Verkhoturov Аleksey А. ussr-91@mail.ru 0000-0002-3826-7339 JCO-4468-2023 Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, ул. Науки, д. 1Б, г. Южно-Сахалинск, Россия, 693022 Institute of Marine Geology and Geophysics Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, ul. Nauki, 1B, Yuzhno-Sakhalinsk, 693022, Russian Federation 20 02 2026 1 90 102 24 09 2024 15 12 2024 13 12 2024 © Сабиров Р.Н., Мелкий В.А., Верхотуров А.А., 2026 2026 Сабиров Р.Н., Мелкий В.А., Верхотуров А.А. Sabirov R.N., Melkiy V.А., Verkhoturov А.А. CC BY 4.0

Тропические циклоны, действующие в западной части Тихого океана в летне-осеннее время, периодически заходят далеко на север, трансформируясь во внетропические. В 2014–2015 гг. при прохождении циклонов в юго-западной части Сахалина были нарушены значительные площади лесов. Цель работы – исследовать масштабы и характер повреждений в лесных насаждениях, подвергнувшихся катастрофическим ветровалам при прохождении внетропических циклонов над юго-западными районами о-ва Сахалина. Оценка повреждений лесов проводилась как наземными, так и дистанционными методами. На пробных площадях, заложенных в различных типах леса, проводился перечет деревьев, установление необходимых лесотаксационных характеристик, а затем определение запасов сохранившегося древостоя и его погибшей части. Лесные насаждения по степени нарушенности ветровалами были подразделены на 3 категории: полная гибель древостоя или с большой долей погибших деревьев (выше 60 %), средней долей (30–60 %) и незначительной долей (менее 30 %) от их исходных объемов. Для пространственного анализа ветровальных прогалин использовались доступные снимки с космического аппарата Sentinel-2, полученные с 2016 по 2017 гг. Космические снимки исследуемой территории в комбинации каналов 11-8-4 подвергались классификации «с обучением». Обучающая выборка включала набор пикселей, представляющих изображение эталонных участков, на которых выполнялись полевые геоботанические и лесотаксационные исследования. В результате дешифрирования снимков выявлено, что суммарная площадь ветровалов в Холмском и Невельском районах юго-западной части о-ва Сахалина составила 22 735 га. Для исследуемой территории был рассчитан нормализованный относительный индекс растительности (NDVI) и проанализированы его значения с целью обособления участков с различной степенью повреждений. При этом установлено, что в юго-западной части Сахалина полностью или большой долей погибшие лесонасаждения занимают 19,85 % площади, в средней степени поврежденные – 41,86 %, незначительно поврежденные – 38,29 %.

Tropical cyclones operating in the western Pacific Ocean in the summer and autumn periodically go far north, transforming into extratropical ones. In 2014–2015, significant areas of forests were disrupted during the passage of cyclones in the southwestern part of Sakhalin. The aim of the research has been to investigate the scale and nature of damage in forest stands subjected to catastrophic windfalls during the passage of extratropical cyclones over the southwestern regions of Sakhalin Island. Forest damage assessment has been carried out using both ground-based and remote sensing methods. In the sample plots established in various types of forest, the trees have been tallied, the necessary forest inventory characteristics have been established, and then the stocks of the remaining stand and its dead part have been determined. Forest stands have been divided into 3 categories according to the degree of damage caused by windfalls: complete loss of a stand or with a large (above 60 %), average (30–60 %) or insignificant (less than 30 %) proportion of dead trees from their original volumes. The available images from the Sentinel-2 spacecraft, obtained from 2016 to 2017, have been used for the spatial analysis of windfall glades. Satellite images of the study area in a combination of channels 11-8-4 have been classified “with training”. The training sample has included a set of pixels representing the image of reference sites where field geobotanical and forest inventory studies have been performed. As a result of image interpretation, it has been revealed that the total area of windfalls in the Kholmsky and Nevelsky Districts of the southwestern part of Sakhalin Island has amounted to 22,735 ha. For the study area, the normalized difference vegetation index (NDVI) has been calculated and its values have been analyzed to isolate areas with varying degrees of damage. At the same time, it has been established that in the southwestern part of Sakhalin, completely or largely dead forest stands occupy 19.85 % of the area, moderately damaged – 41.86 %, and slightly damaged stands account for 38.29 %.

 Ключевые слова ветровал внетропические циклоны космические снимки геоинформационный анализ лесные земли древостой нарушенность Keywords windfall extratropical cyclones satellite images geoinformation analysis forest lands stand disturbance Агеенко А.С., Васильев Н.Г., Глоба-Михайленко Д.А., Холявко В.С. Древесная флора Дальнего Востока. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 224 с. Братков В.В., Воробьев В.А., Мелкий В.А., Верхотуров А.А. Картографирование динамики растительных сообществ северной части бореальных лесов острова Сахалин на основе данных дистанционного зондирования Земли // Мониторинг. Наука и технологии. 2020. No 3 (45). С. 6–13. https://doi.org/10.25714/MNT.2020.45.001 Бучнев А.А., Пяткин В.П. Классификация гиперспектральных данных дистанционного зондирования земли // Журн. Сиб. федер. ун-та. Сер.: Техника и технологии. 2019. Т. 12, No 5. С. 536–541. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0109 Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность: в 2 кн. / ЦЭПЛ РАН. Кн. 1 / отв. ред. О.В. Смирнова. М.: Наука, 2004. 479 с. Георгиевский А.Б. Фаза окон в коренных еловых лесах южной тайги // Ботан. журн. 1992. Т. 77, No 6. С. 52–62. Громыко М.Н. Первые результаты изучения катастрофического влияния тайфуна Лайонрок на лесные экосистемы Сихотэ-Алинского заповедника // Тез. докл. XII дальневосточ. конф. по заповедному делу. Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН, 2017. С. 35–37. Иванов А.В., Сало М.А., Бондарчук С.Н., Замолодчиков Д.Г., Могилев А.В., Кочкарина Н.А. Воздействие ветровалов на структуру и фитомассу древостоев кедровников и березняков Центрального Сихотэ-Алиня // Лесоведение. 2022. No 2. С. 132–143. https://doi.org/10.31857/S0024114822020061 Карпов А.А. Сокращение площади малонарушенных лесных территорий на примере Двинско-Пинежского междуречья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. No 3. С. 152–158. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.3.152 Леса Дальнего Востока. М.: Лесн. пром-сть, 1969. 392 с. Мамедов Э.С., Павлов Н.И. Тайфуны. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 140 с. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2002. 240 с. Нормативные материалы для таксации лесов Сахалина и Камчатки. Южно-Сахалинск: СахЛОС ДальНИИЛХ, 1986. 814 с. Последствия катастрофического ветровала для лесных экосистем. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 127 с. Прох Л.З. Словарь ветров. Л: Гидрометеоиздат. 1983. 311 с. Prokh L.Z. Сабиров Р.Н., Мелкий В.А., Верхотуров А.А. Оценка влияния ветровалов на лесной покров юго-западной части Сахалина с использованием наземных и дистанционных методов // Цифровые технологии в лесном секторе: материалы III Всерос. науч.-техн. конф.-вебинара. СПб.: С.-Петерб. гос. лесотехн. ун-т им. С.М. Кирова, 2022. С. 83–86. Справочник для учета лесных ресурсов Дальнего Востока. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2010. 527 с. Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М.: АН СССР, 1961. 144 с. Толмачев А.И. Геоботаническое районирование острова Сахалина. М.; Л.: АН СССР, 1955. 80 с. Черепанов А.С. Вегетационные индексы // Геоматика. 2011. No 2. С. 98–102. Черепанов А.С., Дружинина Е.Г. Спектральные свойства растительности и вегетационные индексы // Геоматика. 2009. No 3. С. 28–32. Digital Typhoon: Typhoon Images and Information. Available at: https://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/index.html.en (accessed 27.06.24). Eriksson M., Pouttu A., Roininen H. The Influence of Windthrow Area and Timber Characteristics on Colonization of Wind-Felled Spruces by Ips typographus (L.). Forest Ecology and Management, 2005, vol. 216, pp. 105–116. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.05.044 Karpov A.А. Method for Transferring Non-Forest Cover to Forest Cover Land Using Landsat Imageries. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 3, pp. 83–92. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-3-83-92 Korznikov K.A., Kislov D.E., Belyaeva N.G. The First Record of Catastrophic Windthrow in Boreal Forests of South Sakhalin and the South Kurils (Russia) during October 2015 Tropical Cyclones. Botanica Pacifica, 2019, vol. 8, no. 1, pp. 31–38. https://doi.org/10.17581/bp.2019.08115 Martin T.J., Ogden J. Wind Damage and Response in New Zealand Forests: A Review. New Zealand Journal of Ecology, 2006, vol. 30, no. 3, pp. 295–310. Mitchell S.J. Wind as a Natural Disturbance Agent in Forests: A Synthesis. Forestry, 2013, vol. 86, iss. 2, pp. 147–157. https://doi.org/10.1093/forestry/cps058 Sabirov R.N., Melkiy V.А., Verkhoturov А.А. Analysis Transformation of Forests of the Southern Sakhalin by Remote Sensing Data Using Geoinformation Technologies. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 806, art. no. 012027. https://doi.org/10.1088/1755-1315/806/1/012027 Sentinel Missions. The European Space Agency. Available at: https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/The_Sentinel_missions (accessed 12.08.24). Ulanova N.G. The Effects of Windthrow on Forests at Different Spatial Scales: A Review. Forest Ecology and Management, 2000, vol. 135, iss. 1–3, pp. 155–167. https://doi.org/10.1016/S0378-1127 (00)00307-8 Vodde F., Jõgiste K., Kubota Y., Kuuluvainen T., Köster K., Lukjanova A., Metslaid M., Yoshida T. The Influence of Storm-Induced Microsites to Tree Regeneration Patterns in Boreal and Hemiboreal Forest. Journal of Forest Research, 2011, vol. 16, no. 3, pp. 155–167. https://doi.org/10.1007/s10310-011-0273-6 Vozmishcheva A.S., Bondarchuk S.N., Gromyko M.N., Kislov D.E., Pimenova E.A., Salo M.A., Korznikov K.A. Strong Disturbance Impact of Tropical Cyclone Lionrock (2016) on Korean Pine-Broadleaved Forest in the Middle Sikhote-Alin Mountain Range, Russian Far East. Forests, 2019, vol. 10, no. 11. art. no. 1017. https://doi.org/10.3390/f10111017 Worldwide Tropical Cyclone Centers. National Hurricane Center and Central Pacific Hurricane Center. National Oceanic and Atmospheric Administration. Available at: https://www.nhc.noaa.gov/aboutrsmc.shtml (accessed 27.08.24). Ageenko A.S., Vasil’ev N.G., Globa-Mikhajlenko D.A., Kholyavko V.S. Arboreal Flora of the Far East. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1982. 224 p. (In Russ.). Bratkov V.V., Vorob’ev V.A., Melkiy V.A., Verkhoturov A.A. Mapping of Dynamics of Plant Communities of the Northern Part of the Boreal Forests of Sakhalin Island by Remote Sensing Data. Monitoring. Nauka i tekhnologii = Monitoring. Science and Technologies, 2020, no. 3 (45), pp. 6–13. (In Russ.). https://doi.org/10.25714/MNT.2020.45.001 Buchnev A.A., Pyatkin V.P. Classification of the Hyperspectral Data of the Earth Remote Sensing. Zhurnal Sibirskogo federal’nogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Journal of Siberian Federal University. Series: Engineering & Technologies, 2019, vol. 12, no. 5, pp. 536–541. (In Russ.). https://doi.org/10.17516/1999-494X-0109 Eastern European Forests: History in the Holocene and the Present Day: in 2 books. Centre for Forest Ecology and Productivity of the Russian Academy of Sciences. Book 1. Ed.in-chief O. V. Smirnova. Moscow, Nauka Publ., 2004. 479 p. (In Russ.). Georgievskij A.B. Window Phase in the Indigenous Spruce Forests of the Southern Taiga. Botanicheskij zhurnal = Botanical Journal, 1992, vol. 77, no. 6, pp. 52–62. (In Russ.). Gromyko M.N. The First Results of the Study of the Catastrophic Impact of Typhoon Lionrock on the Forest Ecosystems of the Sikhote-Alin Nature Reserve. Abstracts of the XII Far Eastern Conference on Nature Reserves. Birobidzhan, Institute for Complex Analysis of Regional Problems Far Eastern Branch Russian Academy of Sciences, 2017, pp. 35–37. (In Russ.). Ivanov A.V., Salo M.A., Bondarchuk S.N., Zamolodchikov D.G., Mogileva A.V., Kochkarina N.A. Windfall’s Impact on Structure and Phytomass of the Siberian Pine and Birch Forests of the Central Sikhote-Alin. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2022, no. 2, pp. 132–143. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0024114822020061 Karpov A.A. Area Reduction of Intact Forest Landscapes on the Example of the Dvina-Pinega Interfluve. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 3, pp. 152–158. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.3.152 Forests of the Far East. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1969. 392 p. (In Russ.). Mamedov E.S., Pavlov N.I. Typhoons. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1974. 140 p. (In Russ.). Methods of Studying Forest Communities. St. Petersburg, Institute of Chemistry of the St. Petersburg State University, 2002. 240 p. (In Russ.). Regulatory Materials for the Forest Inventory in Sakhalin and Kamchatka. Yuzhno-Sakhalinsk, Sakhalin Forest Experimental Station of the Far Eastern Research Institute of Forestry, 1986. 814 p. (In Russ.). The Consequences of a Catastrophic Windfall for Forest Ecosystems. Yekaterinburg, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2000. 127 p. (In Russ.). Prokh L.Z. Dictionary of Winds. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1983. 311 p. (In Russ.). Sabirov R.N., Melkiy V.A., Verkhoturov A.A. Assessing the Impact of Windfalls on Forest Cover in the Southwestern Part of Sakhalin Using Ground-Based and Remote Sensing Methods. Digital Technologies in the Forestry Sector: Proceedings of the III All-Russian Scientific and Technical Conference-Webinar. St. Petersburg, St. Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov, 2022, pp. 83–86. (In Russ.). Handbook for Accounting of Forest Resources of the Far East. Khabarovsk, Far Eastern Research Institute of Forestry Publ., 2010. 527 p. (In Russ.). Sukachev V.N., Sonn S.V. Methodological Guidelines for the Study of Forest Types. Moscow, USSR Academy of Sciences Publ., 1961. 144 p. (In Russ.). Tolmachev A.I. Geobotanical Zoning of Sakhalin Island. Moscow, Leningrad, USSR Academy of Sciences Publ., 1955. 80 p. (In Russ.). Cherepanov A.S. Vegetation Indices. Geomatika = Geomatics, 2011, no. 2, pp. 98– 102. (In Russ.). Сherepanov A.S., Druzhinina E.G. Spectral Properties of Vegetation and Vegetation Indices. Geomatika = Geomatics, 2009, no. 3, pp. 28–32. (In Russ.). Digital Typhoon: Typhoon Images and Information. Available at: https://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/index.html.en (accessed 27.06.24). Eriksson M., Pouttu A., Roininen H. The Influence of Windthrow Area and Timber Characteristics on Colonization of Wind-Felled Spruces by Ips typographus (L.). Forest Ecology and Management, 2005, vol. 216, pp. 105–116. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.05.044 Karpov A.А. Method for Transferring Non-Forest Cover to Forest Cover Land Using Landsat Imageries. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 3, pp. 83–92. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-3-83-92 Korznikov K.A., Kislov D.E., Belyaeva N.G. The First Record of Catastrophic Windthrow in Boreal Forests of South Sakhalin and the South Kurils (Russia) during October 2015 Tropical Cyclones. Botanica Pacifica, 2019, vol. 8, no. 1, pp. 31–38. https://doi.org/10.17581/bp.2019.08115 Martin T.J., Ogden J. Wind Damage and Response in New Zealand Forests: A Review. New Zealand Journal of Ecology, 2006, vol. 30, no. 3, pp. 295–310. Mitchell S.J. Wind as a Natural Disturbance Agent in Forests: A Synthesis. Forestry, 2013, vol. 86, iss. 2, pp. 147–157. https://doi.org/10.1093/forestry/cps058 Sabirov R.N., Melkiy V.А., Verkhoturov А.А. Analysis Transformation of Forests of the Southern Sakhalin by Remote Sensing Data Using Geoinformation Technologies. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 806, art. no. 012027. https://doi.org/10.1088/1755-1315/806/1/012027 Sentinel Missions. The European Space Agency. Available at: https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/The_Sentinel_missions (accessed 12.08.24). Ulanova N.G. The Effects of Windthrow on Forests at Different Spatial Scales: A Review. Forest Ecology and Management, 2000, vol. 135, iss. 1–3, pp. 155–167. https://doi.org/10.1016/S0378-1127 (00)00307-8 Vodde F., Jõgiste K., Kubota Y., Kuuluvainen T., Köster K., Lukjanova A., Metslaid M., Yoshida T. The Influence of Storm-Induced Microsites to Tree Regeneration Patterns in Boreal and Hemiboreal Forest. Journal of Forest Research, 2011, vol. 16, no. 3, pp. 155–167. https://doi.org/10.1007/s10310-011-0273-6 Vozmishcheva A.S., Bondarchuk S.N., Gromyko M.N., Kislov D.E., Pimenova E.A., Salo M.A., Korznikov K.A. Strong Disturbance Impact of Tropical Cyclone Lionrock (2016) on Korean Pine-Broadleaved Forest in the Middle Sikhote-Alin Mountain Range, Russian Far East. Forests, 2019, vol. 10, no. 11. art. no. 1017. https://doi.org/10.3390/f10111017 Worldwide Tropical Cyclone Centers. National Hurricane Center and Central Pacific Hurricane Center. National Oceanic and Atmospheric Administration. Available at: https://www.nhc.noaa.gov/aboutrsmc.shtml (accessed 27.08.24).