Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 124-136
Термодинамический подход к спутниковому картированию накопленного экологического ущерба лесных экосистем
В.И. Горный
1 , А.В. Киселев
1 , С.Г. Крицук
1 , И.Ш. Латыпов
1 , А.А. Тронин
1 1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 22.04.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-124-136
На основе теоретических положений термодинамики лесных экосистем показано, что мерой их здоровья может считаться скорость испарения влаги с поверхности лесного покрова. Для расчёта накопленного экологического ущерба лесных экосистем введён показатель накопленного экологического вреда как отношение декремента скорости испарения, обусловленного воздействием на лес, к скорости испарения здоровой лесной экосистемы. Накопленный экологический ущерб представлен как произведение показателя накопленного экологического вреда и стоимости экосистем. Рассмотрено два подхода к выбору здоровой экосистемы: статистический и на особо охраняемых природных территориях. В качестве исходных материалов для картирования накопленного экологического ущерба использованы карта скорости испарения (стандартный глобальный восьмидневный продукт NASA) и карта растительности России (стандартный продукт Института космических исследований РАН и Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН). В результате построена карта удельного накопленного экологического ущерба Ленинградской области, с помощью которой выполнено ранжирование административных районов области по среднему по району удельному накопленному экологическому ущербу. Оценён полный накопленный экологический ущерб всех лесов Ленинградской области. Сделаны заключения о необходимости детальной верификации разработанной методологии и перспективах автоматизации процесса спутникового картирования накопленного экологического ущерба лесных экосистем.
Ключевые слова: лесная экосистема, термодинамика, воздействие, реакция, вред, спутник, дистанционное зондирование, картирование, накопленный экологический ущерб
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.
- Горный В. И. Космические измерительные методы инфра-красного теплового диапазона при мониторинге потенциально опасных явлений и объектов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из Космоса. 2004. Т. 2. № 1. С. 10–16.
- Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш. Термодинамический подход для дистанционного картографирования нарушенности экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 2. С. 179–194.
- Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Тронин А. А., Киселев А. В., Бровкина О. В., Филиппович В. Е., Станкевич С. А., Лубский Н. С. Теплофизические свойства поверхности городской среды (по результатам спутниковых съёмок Санкт-Петербурга и Киева) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 51–66.
- Калабин Г. В., Евдокимова Г. А., Горный В. И. Оценка динамики растительного покрова нарушенных территорий в процессе снижения воздействия комбината «Североникель» на окружающую среду // Горный журн. 2010. № 2. С. 74–77.
- Калабин Г. В., Моисеенко Т. И., Горный В. И., Крицук С. Г., Соромотин А. В. Спутниковый мониторинг реакции растительного покрова на воздействие предприятия по освоению золоторудного месторождения «Олимпиада», отрабатываемого открытым способом // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 1. С. 177–184.
- Калабин Г. В., Горный В. И., Крицук С. Г. Спутниковый мониторинг реакции растительного покрова на воздействие предприятия по освоению Сорского медно-молибденового месторождения // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 1. С. 153–161.
- Калабин Г. В., Горный В. И., Крицук С. Г. Оценка состояния окружающей среды территории Качканарского ГОКа по данным спутникового мониторинга // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2016. № 2. С. 179–187.
- Калабин Г. В., Горный В. И., Давидан Т. А., Крицук С. Г., Тронин А. А. Реакция тундровой экосистемы на снятие техногенной нагрузки со стороны рудника «Валькумей» // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 2. C. 146–153.
- Крицук С. Г., Горный В. И., Калабин Г. В., Латыпов И. Ш. Закономерности сезонных циклов вегетационного индекса экосистем в районе Сорского горно-металлургического комплекса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 228–237.
- Крицук С. Г., Горный В. И., Латыпов И. Ш. Повышение детальности спутникового картографирования теплофизических характеристик земной поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 277–290.
- Лебедев Ю. В. Методология, принципы и практика оценки лесных экосистем // Лесной журн. 2015. № 1. С. 9–20.
- Об утверждении Методических рекомендаций по проведению инвентаризации объектов накопленного экологического ущерба: приказ Федеральной службы по надзору в сфере природопользования от 25 апреля 2012 г. № 193.
- Crist E. P., Cicone R. C. Application of the Tasseled-Cap concept to simulated Thematic Mapper data // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1984. V. 50. P. 343−352.
- Jorgensen J. S., Svirezhev Yu. M. Towards a Thermodynamic Theory for Ecological Systems. Oxford: Elsever, 2004. 366 p.
- Masek J. G., Huang C., Wolfe R., Cohen W., Hall F., Kutler J., Nelson P. North American forest disturbance mapped from a decadal Landsat record // Remote Sensing of Environment. 2008. V. 112. P. 2914–2926.
- Mu Q., Zhao M., Running S. W. Improvements to a MODIS global terrestrial evapotranspiration algorithm // Remote Sensing of Environment. 2011. V. 115. Iss. 8. P. 1781–1800.
- Mu Q., Zhao M., Running S. W. MODIS Global Terrestrial Evapotranspiration (ET) Product (NASA MOD16A2/A3). Algorithm Theoretical Basis Document. Collection 5. NASA Headquarters. Numerical Terradynamic Simulation Group, University of Montana, 2013. 55 p.
- Running S., Mu Q., Zhao M. MOD16A2 MODIS/Terra Net Evapotranspiration 8-Day L4 Global 500m SIN Grid V006. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2017. DOI: 10.5067/MODIS/MOD16A2.006.
- van de Bund W., Solimini A. G. Ecological Quality Ratios for Ecological Quality Assessment in Inland and Marine Waters. European Commission, Directorate-General Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability. Luxembourg, 2007. 24 p.