ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 167-191

Определение факторов пространственного варьирования растительного покрова с использованием ДДЗ, ЦМР и полевых данных на примере центральной части Мурманской области

М.Ю. Пузаченко 1 , Т.В. Черненькова 2 
1 Институт географии РАН, Москва, РФ
2 Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 18.07.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-167-191
Работа посвящена выявлению закономерностей формирования типологического разнообразия растительного покрова на основе использования цифровой модели рельефа (ЦМР), наземных исследований и данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Исследуемая территория располагается в центральной части Мурманской области и характеризует большую часть Лапландского заповедника, территории горного массива Хибин, а также окрестности металлургического комбината. Результаты пошагового дискриминантного анализа продемонстрировали возможность выявления относительно большого числа естественных и антропогенно нарушенных типов растительных сообществ на уровне групп ассоциаций. Создана карта актуальной растительности исследуемого региона (масштаб 1: 200 000). Анализ полученной карты показал, что около 23% исследуемой территории представлено производными сообществами антропогенного происхождения различной степени трансформации. Примененный для классификации эколого-фитоценотический подход позволил отразить в легенде карты информацию о коренных и производных сообществах, имеющих разные экотипические условия. Использование различных источников пространственных данных, наряду с применением методов статистического анализа, дало возможность не только разработать карту растительного покрова, но и выделить основные факторы его дифференциации на региональном уровне, в числе которых основными являются климатические высотные градиенты, антропогенные нарушения, водный режим и естественное саморазвитие растительных сообществ.
Ключевые слова: лесной покров, ценотическое разнообразие, факторы варьирования, картографирование, классификация, дистанционная информация, цифровая модель рельефа, Мурманская область
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С.А., Лупян Е.А. Исследования и разработки ИКИ РАН по развитию методов спутникового мониторинга растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2013. Т. 10. № 1. С. 197–214.
  2. Игнатов М.С., Афонина О.М. Список мхов территории бывшего СССР // Arctoa. 1992. Т. 1. № 1–2. С. 1–87.
  3. Константинова Н.А., Потемкин А.Д., Шляков Р.Н. Список печеночников и антоцеротовых территории бывшего СССР // Arctoa. 1992. Т. 1. № 1–2. С. 87–127.
  4. Королева Н.Е. Растительность Мурманской области как компонент биоразнообразия // Вестник МГТУ. 2009. Т. 12. № 1. С. 153–166.
  5. Ласточкин А.Н. Рельеф земной поверхности. Л.: Недра, 1991. 339 с.
  6. Нешатаев В.Ю., Нешатаева В.Ю. Синтаксономическое разнообразие сосновых лесов Лапландского заповедника // Бот. журн. 2002. Т. 87. № 1. С. 99–106.
  7. Пузаченко М.Ю. Оценка состояния лесов на основе полевой и дистанционной информации на примере юго-запада Валдайской возвышенности // Лесные ресурсы таежной зоны России: проблемы лесопользования и лесовосстановления. Мат. Всероссийской науч. конф. (с международным участием). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. С. 79–81.
  8. Пузаченко Ю.Г. Приложение теории фракталов к изучению структуры ландшафта // Изв. РАН. Сер. геогр. 1997. № 2. С. 24-40.
  9. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: ACADEMA, 2004. 416 с.
  10. Пузаченко Ю.Г., Алещенко Г.М., Молчанов Г.С. Многомерный анализ аэрофотоснимков при изучении структуры ландшафта // Изв. РАН. Сер. географ. 1999. № 2. С. 80–91.
  11. Пузаченко Ю.Г., Сандлерский Р.Б., Кренке А.Н., Пузаченко М.Ю. Мультиспектральная дистанционная информация в исследовании лесов // Лесоведение. 2014. № 5. С. 13–29.
  12. Сандлерский Р.Б., Пузаченко Ю.Г. Термодинамика биогеоценозов на основе дистанционной информации // Журн. Общ. Биол. 2009. Т. 70. № 2. С. 121–142.
  13. Симонов Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа. М.-Смоленск: Изд-во Смоленского гуманитарного ун-та, 1998. 271 с.
  14. Сысуев В.В. Морфометрический анализ геофизической дифференциации ландшафтов // Изв. РАН. Сер. географ. 2003. № 4. С. 36–50.
  15. Сысуев В.В. Моделирование геофизической дифференциации геосистем // География, общество, окружающая среда. Том. 2. Функционирование и современное состояние ландшафтов. М.: Изд. дом Городец, 2004. С. 48–70.
  16. Тишков А.А. Актуальная биогеография как методологическая основа сохранения биоразнообразия // Вопросы географии. Сборник 134. М.: Изд. Дом «Кодекс», 2012. С. 15–57.
  17. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М.: КомКнига, 2005. 248 с.
  18. Хакен Г. Синергетика. Пер. с англ. М.: Мир, 1980. 406 с.
  19. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). С.-Пб. 1995. 992 с.
  20. Черненькова Т.В., Басова Е.В., Бочкарев Ю.Н., Пузаченко М.Ю. Оценка биоразнообразия лесов в зоне влияния горно-металлургического комбината «Североникель» // Лесоведение. 2009. № 6. С. 38–45.
  21. Черненькова Т.В., Кабиров Р.Р., Басова Е.В. Восстановительные сукцессии северотаежных ельников при снижении аэротехногенной нагрузки // Лесоведение. 2011. № 6. С. 49–66.
  22. Черненькова Т.В., Пузаченко М.Ю., Королева Н.Е., Басова Е.В. Оценка состояния лесного покрова Мурманской области на основе наземных исследований и дистанционной информации // Лесоведение, 2013. № 5. С. 86–96.
  23. Шарая Л.С., Шарый П.А. Использование морфометрических статистик для описания внутренней геометрии равнинных и горных местностей // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2003. Т. 5. № 2. С. 278–286.
  24. Электронный учебник по статистике. М.: StatSoft, Inc., 2001. http://www.statsoft.ru/home/textbook/default.htm.
  25. Bailey R.G. Identifying Ecoregion Boundaries. Environmental Management. 2005. Vol. 34 (1). P. 14–26.
  26. Birth G., McVey G. Measuring the Color of Growing Turf with a Reflectance Spectrophotometer // Agronomy Journal. 1968. No. 60. P. 640–643.
  27. Chen J. Evaluation of Vegetation Indices and Modified Simple Ratio for Boreal Applications // Canadian Journal of Remote Sensing. 1996. No. 22. P. 229–242.
  28. Chernenkova T.V., Puzachenko M.Yu., Morozova O.V., Ogureeva G.N., Kuperman R.G. An approach for mapping Northern Fennoscandian forests at different scales // Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation. 2015. Vol. 4 (1). Р. 1–10
  29. Chemin Y. Evapotranspiration of crops by remote sensing using the energy balance based algorithms. International Yellow River Forum (IYRF) on River Basin Management, Zhenghou, China, 2003. Р. 76–85.
  30. Drury S. Image Interpretation in Geology. London: Allen and Unwin, 1987. 243 p.
  31. Fatoyinbo T.E., Simard M., Washington-Allen R.A., Shugart H.H. Landscape-scale extent, height, biomass, and carbon estimation of Mozambique's mangrove forests with Landsat ETM+ and Shuttle Radar Topography Mission elevation data // J. Geophys. Res. Vol. 113. G02S06. 2008. DOI: 10.1029/2007JG000551.
  32. Gao B. Normalized Difference Water Index for Remote Sensing of Vegetation Liquid Water from Space // Proceedings of SPIE 2480. 1995. P. 225–236.
  33. Gitelson A., Merzlyak M. Remote Sensing of Chlorophyll Concentration in Higher Plant Leaves // Advances in Space Research. 1998. No. 22. P. 689–692.
  34. Huete A. A Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI) // Remote Sensing of Environment. 1988. No. 25. P. 295–309.
  35. Kay J.J., Fraser R.A. Exergy Analysis of Ecosystems: Final Draft Establishing a Role for Thermal Remote Sensing. University of Waterloo. Ontario, Canada. 2001. 79 p.
  36. Lawley V., Lewis M., Clarke K., Ostendorf B. Site-based and remote sensing methods for monitoring indicators of vegetation condition: An Australian review // Ecol. Indicators. 2015. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2015.03.021.
  37. Lopez-Garcia M., Caselles V. Mapping Burns and Natural Reforestation using Thematic Mapper Data // Geocarto International, 1991. No. 6. P. 31–37.
  38. McRoberts R.E. A model-based approach to estimating forest area. Remote Sensing of Environment. 2006. No. 103. Р. 56−66.
  39. Mücher C.A., Klijn J.A., Wascher D.M., Сhaminée J.H.J. A new European Landscape Classification (LANMAP): A transparent, flexible and user-oriented methodology to distinguish landscapes. Ecological Indicators 10. 2010. Р. 87–103.
  40. Pinto-Correia T., Cancela d’Abreu A., Oliveira R. Landscape Units in Portugal and the development and application of Landscape Indicators. Dramstad W., Sogge C. (Eds.). Agricultural Impacts on Landscapes. Developing Indicators for Policy Analysis. NIJOS/OECD, NIJOS 7/2003, Oslo. 2003.
  41. Riggs G., Hall D., Salomonson V. A Snow Index for the Landsat Thematic Mapper and Moderate Resolution Imaging Spectrometer // Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS'94. Vol. 4: Surface and Atmospheric Remote Sensing: Technologies, Data Analysis, and Interpretation. 1994. P. 1942−1944.
  42. Rouse J., Haas R., Schell J., Deering D. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS // Third ERTS Symposium, NASA. 1973. P. 309−317.
  43. Santesson R. The lichens and lichenicolous fungi of Sweden and Norway. Lund. 1993. 240 p.
  44. Tomppo E., Olsson H., Ståhl G., Nilsson M., Hagner O., Katila M. Combining national forest inventory field plots and remote sensing data for forest databases. Remote Sensing of Environment. 2008. No. 112. Р. 1982−1999.
  45. Tucker C. Red and Photographic Infrared Linear Combinations for Monitoring Vegetation // Remote Sensing of Environment. 1979. No. 8. P. 127–150.
  46. Turcotte D.L. Fractals and Chaos in Geology and Geophysics. Second edition. Cambridge: Un. Press. 1997. 398 p.
  47. van Eetvelde V., Antrop M. Landscape character beyond landscape typologies. Methodological issues in trans-regional integration in Belgium. Proceedings of the 18th International Annual ECLAS Conference, 2007. Р. 229–239.
  48. Jorgensen S.V., Svirezhev Y.M. Towards a Thermodynamic Theory for Ecological Systems. Elsevier Ltd. The Boulevard, Langford Lane Kidlington. Oxford OX5 1GB UK. 2004. 369 p.