Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2019. Т. 16. № 5. С. 228-240

Пространственная оценка современных пожарных режимов лесных экосистем России

А.С. Плотникова 1 , Д.В. Ершов 1, 2 , А.О. Харитонова 1 , П.П. Шуляк 1 , С.А. Барталев 2 , Ф.В. Стыценко 2 
1 Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН , Москва, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва
Одобрена к печати: 04.10.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-228-240
Пожарный режим экосистемы определяет условия возникновения, распространения и долговременные последствия лесных пожаров. В статье приведены результаты оценки современных пожарных режимов лесов России с применением классификации LANDFIRE, содержащей пять классов в зависимости от периода повторяемости пожаров (менее 35, 36–200 и более 200 лет) и степени повреждения экосистем огнём (низкая, средняя и высокая). В исследовании использован следующий набор исходных данных: карта растительного покрова, созданная по данным спектрорадиометра MODIS с пространственным разрешением 250 м; архивные данные авиационной службы охраны лесов от пожаров об очагах возгораний с 1987 по 2011 г.; многолетние данные спутникового мониторинга природных пожаров, доступные пользователям ЦКП «ИКИ-Мониторинг» с 2000 г. по настоящее время; формирующиеся на основе методов дистанционного зондирования многолетние данные о степени повреждения лесов России по четырём категориям состояния (слабоповреждённые/ослабленные, сильно ослабленные, усыхающие и погибшие) с 2006 г. по настоящее время. Период исследования составляет 30 лет с 1987 по 2016 г. Пространственной единицей оценки современных пожарных режимов является связный участок леса одного типа, выделенный по карте растительного покрова. Согласно LANDFIRE метод оценки современных пожарных режимов на национальном уровне базируется на анализе для каждой пространственной единицы повторяемости пожаров в двух временных интервалах ― эталонном и современном, а также степени повреждения огнём лесов. В настоящей работе эталонный интервал охватывает период с 1987 по 2016 г.; современный ― с 2006 по 2016 г. В результате создана карта современных пожарных режимов лесных экосистем России, легенда которой, помимо пяти классов LANDFIRE, содержит класс «нет пожаров». На основе полученных результатов проведён анализ площадей современных пожарных режимов для совокупности всех типов лесных экосистем России, а также отдельно для хвойных, лиственных и смешанных лесов. Аналогичный анализ проведён для пространственных данных о современных пожарных режимах США, предоставляемых сайтом программы LANDFIRE. Исследование показало, что для картографирования пожарных режимов лесных экосистем России в соответствии с подходом LANDFIRE необходимо расширение эталонного интервала оценки периода повторяемости пожаров.
Ключевые слова: пожарные режимы, период повторяемости пожаров, степень повреждения лесов пожарами, лесные экосистемы
Полный текст

Список литературы:

  1. 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.
  2. Барталев С. А., Стыценко Ф. В., Егоров В. А., Лупян Е. А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
  3. Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.
  4. Ваганов Е. А., Хьюс М. К., Шашкин А. В., Арбатская М. К. Дендрохронологические методы в оценке углеродного цикла лесных экосистем // Круговорот углеродного цикла на территории России. М.: Наука, 1999. С. 96–123.
  5. Волокитина А. В., Софронов М. А. Классификация и картографирование растительных горючих материалов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 314 с.
  6. Зиганшин Р. А., Воронин В. И., Карбаинов Ю. М. Мониторинг лесных экосистем Таймыра // Лесная таксация и лесоустройство. 2005. № 2(35). С. 89–95.
  7. Иванов В. А., Коршунов Н. А., Матвеев П. М. Пожары от молний в лесах Красноярского Приангарья. Красноярск: СибГТУ, 2004. 132 с.
  8. Коровин Г. Н., Андреев Н. А. Авиационная охрана лесов. М.: Агропромиздат, 1988. 233 с.
  9. Лупян Е. А., Ершов Д. В., Барталев С. А., Исаев А. С. Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров и их последствий: результаты последнего десятилетия и перспективы // Доклады 5-й Всерос. конф. «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве», посвященной памяти выдающихся ученых-лесоводов В. И. Сухих и Г. Н. Коровина. М.: ЦЭПЛ РАН, 2013. С. 40–43.
  10. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Ефремов В. Ю., Кашницкий А. В., Мазуров А. А., Матвеев А. М., Суднева О. А., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  11. Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В., Егоров В. А., Ершов Д. В., Кобец Д. А., Сенько К. С., Стыценко Ф. В., Сычугов И. Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 158–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.
  12. Плотникова А. С., Ершов Д. В., Шуляк П. П. Анализ статистики пожаров в лесном районе для обоснования выбора пространственной единицы при картографировании пожарных режимов России // Доклады 6-й Всерос. конф. «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении, лесном хозяйстве и экологии». Москва, 20–22 апр. 2016. М.: ЦЭПЛ РАН, 2016. С. 206–207.
  13. Пономарев Е. И., Безматерных П. Ф., Иванов В. А. Особенности географического распределения пожаров в лесах Средней Сибири // Лесное хозяйство. 2008. № 1. С. 46–47.
  14. Рубцов А. В., Сухинин А. И., Ваганов Е. А. Классификация территории Сибири по фактической горимости с использованием спутниковых данных // Журн. Сибирского федер. ун-та. Сер. «Биология». 2010. Т. 3. № 1. С. 30–39.
  15. Соколов В. А., Власенко В. И., Втюрина О. П., Поляков В. И., Семечкин И. В., Фарбер С. К. Динамика лесных экосистем Алтае-Саянского экорегиона // Лесная таксация и лесоустройство. 2005. № 2(35). С. 125–133.
  16. Софронов М. А., Волокитина А. В. Пирологическое районирование в таежной зоне. Новосибирск: Наука. 1990. 204 с.
  17. Стыценко Ф. В., Барталев С. А., Егоров В. А., Лупян Е. А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 254–266.
  18. Сухинин А. И., Буряк Л. В., Пономарёв Е. И., Бычков В. А. Геоинформационная система и дистанционные данные применительно к задаче мониторинга нарушенности лесов Нижнего Приангарья // Вестн. Томского гос. ун-та. Прил. 2006. № 18. С. 179–185.
  19. Швиденко А. З., Щепащенко Д. Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 50–61.
  20. Agee J. K. Fire ecology of Pacific Northwest forests. Washington, D. C.: Island Press, 1993. 493 p.
  21. Barrett S. W., Havlina D., Jones J., Hann W., Frame C., Hamilton D., Schon K., Demeo T., Hutter L., Menakis J. Interagency Fire Regime Condition Class Guidebook. Version 3.0. 2010. 126 p. URL: https://www.landfire.gov/frcc/frcc_guidebooks.php (Aug. 08, 2018).
  22. Brown J. K., Smith J. K. Wildland fire in ecosystems: effects of fire on flora. General Technical Report RMRS-GTR-42. V. 2. Ogden. UT: U. S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 2000. 257 p.
  23. Drobyshev I., Niklasson M., Angelstam P., Majewski P. Testing for anthropogenic influence on fire regime for a 600-year period in the Jaksha area, Komi republic, East European Russia // Canadian J. Forest Research. 2004. V. 34. No. 10. P. 2027–2036. DOI: 10.1139/X04-081.
  24. Frost C. C. Presettlement fire frequency regimes of the United States: a first approximation // Tall Timbers Fire Ecology Conf. Proc. V. 20. 1998. P. 70–81.
  25. Hardy C. C., Menakis J. P., Long D. G., Brown J. K., Bunnell D. L. Mapping historic fire regimes for the western United States: integrating remote sensing and biophysical data // Proc. 7th Forest Service Remote Sensing Applications Conf. Nassau Bay, Apr. 6–10. 1998. Bethesda, MD: American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, 1998. P. 288–300.
  26. Heinselman M. L. Fire in the virgin forests of the Boundary Waters Canoe Area, Minnesota // Quaternary Research. 1973. V. 3. No. 3. P. 329–382.
  27. Kilgore B. M. Fire in ecosystem distribution and structure: western forests and scrublands // The Bark Beetles, Fuels, and Fire Bibliography. 1981. 81 p.
  28. Morgan P., Hardy C. C., Swetnam T. W., Rollins M. G., Long D. G. Mapping fire regimes across time and space: Understanding coarse and fine-scale fire patterns // Intern. J. Wildland Fire. 2001. V. 10. No. 4. P. 329–342. DOI: 10.1071/WF01032.
  29. Tautenhahn S., Lichstein J. W., Jung M., Kattge J., Bohlman S. A., Heilmeier H., Prokushkin A., Kahl A., Wirth C. Dispersal limitation drives successional pathways in Central Siberian forests under current and intensified fire regimes // Global Change Biology. 2016. V. 22. P. 2178–2197. DOI: 10.1111/gcb.13181.