Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 2. С. 75-83
Комплексная оценка развития деградации растительного покрова снежных отвалов
О.С. Токарева
1 , О.А. Пасько
1 , Н.С. Ушакова
2 , Е.С. Макарцова
1 , Л.А. Федорова
1 1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
2 Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, Томск, Россия
Одобрена к печати: 03.04.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-2-75-83
В статье представлены результаты комплексной оценки деградации растительного покрова на территории трёх снежных отвалов г. Томска с использованием данных дистанционного зондирования Земли и наземных исследований. По космическим снимкам высокого пространственного разрешения установлено, что степень антропогенного воздействия на растительный покров территорий снежных отвалов соответствует четвёртому из пяти уровней, при котором происходит радикальное изменение экосистемы. Изучение сезонных изменений значений NDVI на территории снежных отвалов и фоновых участков проводилось на основе данных со спутника Landsat-8 (OLI) в течение вегетационных периодов трёх лет. Показано, что средние значения NDVI территорий снежных отвалов от двух до пяти раз ниже фоновых при близких темпах роста биомассы в начале вегетационного периода. По данным наземных исследований на территориях снежных отвалов установлено снижение проективного покрытия и видовой насыщенности растительности, плотности растений. Причиной этого являются экстремальные условия произрастания: высокое содержание песчаной фракции, засуха, переохлаждение почвы в начальный период развития, щелочная реакция и засолённость почвы, отсутствие гумуса, которые способствуют заселению территории особями единичных, наиболее приспособленных видов.
Ключевые слова: вегетационный индекс, видовая насыщенность, деградация, дистанционное зондирование, космический снимок, почвы, растительный покров, снежный отвал
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С. А., Егоров В. А., Ершов Д. В., Исаев А. С., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Уваров И. А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 4. С. 285–302.
- Варламова Е. В., Соловьев В. С. Исследование вариаций индекса NDVI тундровой и таежной зон Восточной Сибири на примере территорий Восточной Якутии // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 10. С. 891–894.
- Воронов А. Г. Геоботаника. М.: Высш. шк., 1973. 384 с.
- Глазунов Г. П. Теория ветровой эрозии почвы: дис. … д-ра биол. наук (спец. 03.00.27). М.: МГУ, 2004. 211 с.
- Госдоклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году». 2014. 473 c. URL: http://www.ecogosdoklad.ru/ (Дата обращения 15.12.2017).
- Госдоклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году». М: Минприроды России, НИА-Природа, 2016. 639 c. URL: http://www.mnr.gov.ru/upload/iblock/62f/dokl2015.pdf (Дата обращения 15.12.2017).
- Григорьев А. И. Индикация состояния окружающей среды. Омск: ОмИПП, 2003. 128 с.
- Деградация земельных ресурсов в Центральной Азии: Пересмотренный и исправленный вариант Финального отчета. ADB TA 6356-REG: Проект поддержки межстрановой рамочной основы «Инициатива стран Центральной Азии по управлению земельными ресурсами». 2008. 153 c. URL: http://www.cawater-info.net/bk/water_land_resources_use/russian_ver/pdf/gis-final-report-ru.pdf (Дата обращения 15.12.2017).
- Качинский Н. А. Физика почвы. Ч. 1. М.: Высш. шк., 1965. 324 с.
- Конвенция организации объединенных наций по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засуху и/или опустынивание, особенно в Африке. Париж, 1994. 43 с. URL: http://www.cawater-info.net/library/rus/desert.pdf (Дата обращения 15.12.2017).
- Кривальцевич С. В. Дистанционное зондирование деградированных почв: дис. ... канд. техн. наук (спец. 25.00.35). Барнаул: ОмГПУ, 2005. 162 с.
- Манаков Ю. А. Анализ пионерной стадии сингенеза на отвалах песчаниковых пород // Вестник Алтайского гос. аграрного ун-та. 2010. № 5. С. 49–54.
- Пасько О. А., Токарева О. С., Ушакова Н. С., Макарцова Е. C., Гапонов Е. А. Применение спутниковых методов исследований для оценки состояния территорий снежных отвалов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. C. 20–28.
- Цыплёнкова И. В., Гаврилова Н. В. Современное состояние сельскохозяйственных угодий и развитие деградационных процессов в Омской области с позиции экологического анализа // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13699 (Дата обращения: 15.12.2017).
- Convention on biological diversity. United Nations, 1992. URL: https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf (December 15, 2017).
- Di Gregorio A. Land Cover Classification System. Classification concept. Software version 3. Rome: FAO, 2016. URL: http://www.fao.org/3/a-i5232e.pdf (Дата обращения 15.12.2017).
- Grime J. P. FRS. Plant strategies, vegetation processes, and ecosystem properties. Chichester, N. Y., Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto: John Wiley and Sons, LTD, 2001. 417 p.
- Marr J. W., Willard B. E. Persisting vegetation in an alpine recreation area in the Rocky Mountains, Colorado // Biological Conservation. 1970. V. 2. No. 2. P. 97–104.
- Pasko O. A., Makartsova E. S., Ushakova N. S., Tokareva O. S., Mochalov M. V. The possibility of distance methods application for snow dump sites monitoring // MATEC Web of Conferences. 2016. V. 48. No. 05002. P. 1–4. URL: https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2016/11/matecconf_tomsk2016_05002.pdf (December 15, 2017).
- Prince S. D. Spatial and temporal scales of measurement of desertification // Global desertification: do humans create deserts? Berlin: Dahlem University Press, 2002. P. 23–40.
- Report of the International Workshop on Dryland Degradation Assessment (LADA) Initiative. FAO. Rome, 5–7 December, 2000.
- Rouse J. W., Haas R. H., Scheel J. A., Deering D. W. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS // 3rd Earth Resource Technology Satellite (ERTS) Symp.: Proc. Conf. USA, Washington, 10–14 December, 1973. 1973. V. 1. P. 309–317. URL: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740022592.pdf (December 15, 2017).
- Schneider C. A., Rasband W. S., Eliceri K. W. Image to Image: 25 years of image analysis // Nature Methods. 2012. No. 9. P. 671–675.
- Snel M., Bot A. Some suggested indicators for land degradation assessment of drylands // Land degradation assessment in drylands (LADA). International Electronic Mail Conference: Proc. Conf. 9 October – 4 November, 2002. P. 364–374.
- Svarovskaya L. I., Altunina L. K., Yashchenko I. G. Hierarchical dependence of oil pollutions impact on biological systems in the north of West Siberia // AIP Conf. Proc. 2015. V. 1683. No. 020225. P. 1–4. URL: https://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/1.4932915 (December 15, 2017).
- Zobel M., Kalamees R. Diversity and dispersal — can the link be approached experimentally? // Folia Geobotanica. 2005. V. 40. P. 3–11.