Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 2. С. 143-155
Снижение значений NDVI в южных тундрах Ямала в 2001–2018 гг. коррелирует с численностью домашних северных оленей
Д.В. Веселкин
1 , Л.М. Морозова
1 , А.М. Горбунова
1 1 Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Одобрена к печати: 06.04.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-2-143-155
Целью работы было установить направление современной динамики значений индекса NDVI в подзоне южных тундр п-ова Ямал и оценить её возможные причины. Для этого на 15 полигонах, расположенных в подзоне южных субарктических тундр, с помощью сервиса ВЕГА-Science Института космических исследований РАН определены значения NDVI на протяжении вегетационных периодов 2001–2018 гг. В качестве основных факторов, определяющих значения NDVI, анализировали температурные условия сезонов вегетации и численность домашних северных оленей. Установлено, что с 2001 по 2018 г. средние на протяжении вегетационного периода значения NDVI (NDVIAVG) снижались на 0,036±0,006 NDVIAVG /10 лет. При этом среднегодовая температура воздуха увеличивалась на 1,1 °C/10 лет. Численность домашних северных оленей, выпасающихся на полуострове, варьировала от 200 до 330 тыс. особей и в среднем увеличивалась на 55±12 тыс. особей/10 лет. Связь между NDVIAVG и температурой воздуха вегетационного сезона — слабая положительная; флуктуации температуры вегетационного сезона объясняют до 3 % общей изменчивости NDVIAVG. Связь между NDVI и численностью оленей — сильная отрицательная; флуктуации численности оленей объясняют до 39 % изменчивости NDVIAVG. Таким образом, наши данные свидетельствуют, что сильный пресс фитофагов, т. е. домашних северных оленей, — важный фактор состояния растительности южного Ямала в начале XXI в.
Ключевые слова: Ямал, климатические изменения, Арктика, продуктивность растительности, ВЕГА-Science, северные домашние олени, пресс фитофагов, пастбищное использование
Полный текстСписок литературы:
- Белоновская Е. А., Тишков А. А., Вайсфельд М. А., Глазов П. М., Кренке-мл. А. Н., Морозова О. В., Покровская И. В., Царевская Н. Г., Тертицкий Г. М. «Позеленение» Российской Арктики и современные тренды изменения ее биоты // Изв. Российской акад. наук. Сер. географ. 2016. № 3. С. 28–39.
- Бобков А. А., Паниди Е. А., Цепелев В. Ю. Влияние климатических изменений на состояние растительного покрова северной полярной области России // Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. 2014. Сер. 7. Вып. 3. С. 104–115.
- Брыксина Н. А., Полищук В. Ю., Полищук Ю. М. Изучение взаимосвязи изменений климатических и термокарстовых процессов в зонах сплошной и прерывистой мерзлоты западной Сибири // Вестн. Югорского гос. ун-та. 2009. Вып. 3(14). С. 3–12.
- Гилева Л. Н. Организация рационального использования оленьих пастбищ с применением оптимизационных моделей // Науч. ведомости Белгородского гос. ун-та. Сер. «Естественные науки». 2018. Т. 42. № 3. С. 435–445.
- Горбунова А. М. Совмещение данных наземных исследований и дистанционного зондирования для оценки пастбищных ресурсов южных субарктических тундр // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении, лесном хозяйстве и экологии: докл. 7-й Всероссийской конф. Москва. 22–24 апр. 2019. М.: ЦЭПЛ РАН, 2019. С. 41–42.
- Дегерменджи А. Г., Высоцкая Г. С., Сомова Л. А., Письман Т. И., Шевырногов А. П. Многолетняя динамика NDVI-растительности различных классов тундры в зависимости от температуры и осадков // Докл. Российской акад. наук. Науки о Земле. 2020. Т. 493. № 2. С. 103–106.
- Елсаков В. В. Спутниковая съемка в оценке продуктивности экосистем Европейского Севера // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 71–79.
- Елсаков В. В. Пространственная и межгодовая неоднородность изменений растительного покрова тундровой зоны Евразии по материалам съёмки MODIS 2000–2016 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 56–72.
- Елсаков В. В., Щанов В. М. Особенности спектральных характеристик приморских лугов восточного побережья Малоземельской тундры // Биоразнообразие наземных и водных экосистем охраняемых территорий Малоземельской тундры и прилегающих регионов. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2005. № 178. С. 5–20.
- Елсаков В. В., Щанов В. М. Современные изменения растительного покрова пастбищ северного оленя Тиманской тундры по результатам анализа данных спутниковой съёмки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 128–142.
- Зуев В. В., Короткова Е. М., Павлинский А. В. Климатически обусловленные изменения растительного покрова тайги и тундры западной Сибири в 1982–2015 гг. по данным спутниковых наблюдений // Исслед. Земли из космоса. 2019. № 6. С. 66–76.
- Им С. Т., Харук В. И. Ли В. Г. Миграция северной границы вечнозелёных хвойных древостоев в Сибири в XXI столетии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 176–187.
- Кирпотин С. Н., Полищук Ю. М., Брыксина Н. А. Динамика площадей термокарстовых озер в сплошной и прерывистой криолитозонах западной Сибири в условиях глобального потепления // Вестн. Томского гос. ун-та. 2008. № 311. С. 185–189.
- Кряжимский Ф. В., Маклаков К. В., Морозова Л. М., Эктова С. Н. Системный анализ биогеоценозов полуострова Ямал: имитационное моделирование воздействия крупностадного оленеводства на растительный покров // Экология. 2011. № 5. С. 323–333.
- Лавриненко И. А., Лавриненко О. В. Влияние климатических изменений на растительный покров островов Баренцева моря // Тр. Карельского науч. центра РАН. 2013. № 6. С. 4–16.
- Логинов В. Г., Игнатьева М. Н., Балашенко В. В. Вред, причиненный ресурсам традиционного природопользования, и его экономическая оценка // Экономика региона. 2017. Т. 13. Вып. 2. С. 396–409.
- Лупян Е. А., Савин И. Ю., Барталев С. А., Толпин В. А., Балашов И. В., Плотников Д. Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности («Вега») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 190–198.
- Морозова Л. М., Магомедова М. А. Структура растительного покрова и растительные ресурсы полуострова Ямал. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2004. 64 с.
- Морозова Л. М., Магомедова М. А. Влияние многолетнего выпаса оленей на ресурсный потенциал растительного покрова // Полуостров Ямал: растительный покров. Тюмень: Сити-пресс, 2006. С. 235–247.
- Тишков А. А., Белоновская Е. А., Вайсфельд М. А., Глазов П. М., Кренке А. Н., Тертицкий Г. М. «Позеленение» тундры как драйвер современной динамики арктической биоты // Арктика: экология и экономика. 2018. № 2(30). С. 31–44.
- Толпин В. А., Барталев С. А., Ефремов В. Ю., Лупян Е. А., Савин И. Ю., Флитман Е. В. Возможности информационного сервера СДМЗ АПК // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. № 2. С. 221–232.
- Шарый П. А., Шарая Л. С., Сидякина Л. В. Связь NDVI лесов и характеристик климата Волжского бассейна // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 154–163.
- Bogdanov V. D., Golovatin M. G. Anthrax in Yamal: An Ecological View on Traditional Reindeer Husbandry // Russian J. Ecology. 2017. V. 48. No. 2. P. 95–100.
- Bråthen K. A., Ravolainen V. T., Stien A., Tveraa T., Ims R. A. Rangifer management controls a climate-sensitive tundra state transition // Ecological Applications. 2017. V. 27(8). 43 p.
- Epstein H. E., Walker D. A., Raynolds M. K., Kelley A. M., Jia G. J., Ping C. L., Michaelson G. J., Leibman M. O., Kaarlejärvi E., Khomutov A., Kuss P., Moskalenko N., Orekhov P., Matyshak G., Forbes B. C., Yu Q. Vegetation biomass, leaf area index, and NDVI patterns and relationships along two latitudinal transects in arctic tundra // AGU Fall Meeting Abstr. 14–18 Dec., 2009. San Francisco, CA. 2009. Abstr. id. GC31A-0697.
- Forbes B. C., Macias-Fauria M., Zetterberg P. I. Russian Arctic warming and ‘greening’ are closely tracked by tundra shrub willows // Global Change Biology. 2010. No. 16. P. 1542–1554.
- Golovatin M. G., Morozova L. M., Ectova S. N. Effect of reindeer overgrazing on vegetation and animals of tundra ecosystems of the Yamal peninsula // Czech Polar Reports. 2012. V. 2. No. 2. P. 80–91.
- Raynolds M. K., Walker D. A., Maier H. A. NDVI patterns and phytomass distribution in the circumpolar Arctic // Remote Sensing of Environment. 2006. No. 102. P. 271–281.
- Raynolds M. K., Walker D. A., Epstein H. E., Pinzon J. E., Tucker J. A. New estimate of tundra-biome phytomass from trans-Arctic field data and VHRR NDVI // Remote Sensing Letters. 2012. V. 3. No. 5. P. 403–411.
- Verma M., Schulte To Bühne H., Lopes M., Ehrich D., Sokovnina S., Hofhuis S. P., Pettorelli N. Can reindeer husbandry management slow down the shrubification of the Arctic? // J. Environmental Management. 2020. No. 267. 7 p.
- Walker D. A., Epstein H. E., Jia G. J., Balser A., Copass C., Edwards E. J., Gould W. A., Hollingsworth J., Knudson J., Maier H. A., Moody A., Raynolds M. K. Phytomass, LAI, and NDVI in northern Alaska: Relationships to summer warmth, soil pH, plant functional types, and extrapolation to the circumpolar Arctic // J. Geophysical Research. 2003. V. 108. No. D2. Art. No. 8169. 18 p. DOI: 10.1029/2001JD000986.
- Walker D. A., Forbes B. C., Leibman M. O., Epstein H. E., Bhatt U. S., Comiso J. C., Drozdov D. S., Gubarkov A. A., Jia G. J., Kaarlejarvi E., Kaplan J. O., Khomutov A. V., Kofinas G. P., Kumpula T., Kuss P., Moskalenko N. G., Meschtyb N. A., Pajunen A., Raynolds M. K., Romanovsky V. E., Stammler F., Yu Q. Cumulative Effects of Rapid Land-Cover and Land-Use Changes on the Yamal Peninsula, Russia // Eurasian Arctic Land Cover and Land Use in a Changing Climate / eds. G. Gutman, A. Reissell. 2011. P. 207–236.