Архив
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
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. 2021. Т. 18. № 3. С. 192-206

Изменение спектрально-отражательных характеристик зональных ландшафтов Северного Прикаспия при пирогенном воздействии

С.С. Шинкаренко 1, 2 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, Волгоград, Россия
Одобрена к печати: 20.05.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-192-206
В исследовании изучены закономерности пирогенных изменений спектрально-отражательных свойств полупустынных и пустынных ландшафтов в год пожара. Изменение альбедо и температуры поверхности влияет на атмосферные процессы, приводя к климатическим изменениям. По этой причине необходимо изучать особенности сезонной и многолетней динамики спектрально-отражательных характеристик выгоревших площадей. Работа основана на многолетнем архиве данных детектирования активного горения, вегетационного индекса NDVI, температуры и альбедо поверхности за 2001–2019 гг. Также приводятся данные полевого спектрометрирования, демонстрирующие различия гарей, открытых почв, зелёной и сухой растительности. Установлено снижение альбедо и NDVI после пожаров в полупустынных ландшафтах на 10–20 %, которое нивелируется в конце вегетационного сезона. В пустынных ландшафтах снижения альбедо после пожаров практически не происходит, а следует рост на 15–20 %, который прослеживается в течение нескольких лет после выгорания. Для обоих типов ландшафтов характерно превышение весной и в начале лета значений NDVI у выгоревших впоследствии территорий по сравнению с негоревшими. Это связано с тем, что для распространения огня требуется определённый запас сухой растительной массы. В результате выгорают площади с большей мортмассой. Изменение альбедо поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах может служить предиктором для алгоритмов распознавания выгоревших площадей в исследованных типах ландшафтов. Пожарный режим территории должен учитываться при исследовании атмосферных процессов и климатических изменений.
Ключевые слова: ландшафтные пожары, растительный покров, NDVI, альбедо, MODIS, Северный Прикаспий, дистанционное зондирование
Полный текст

Список литературы:

  1. Архипкин О. П., Спивак Л. Ф., Сагатдинова Г. Н. Пятилетний опыт оперативного космического мониторинга пожаров в Казахстане // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007. Т. 1. № 4. С. 103–110.
  2. Барталев С. А., Егоров В. А., Ефремов В. Ю., Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Флитман Е. В. (2012а) Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 9–26.
  3. Барталев С. А., Ершов Д. В., Лупян Е. А., Толпин В. А. (2012б) Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 49–56.
  4. Барталев С. А., Стыценко Ф. В., Хвостиков С. А., Лупян E. А. Методология мониторинга и прогнозирования пирогенной гибели лесов на основе данных спутниковых наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 176–193. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-176-193.
  5. Дубинин М. Ю., Лущекина А. А., Раделоф Ф. К. Оценка современной динамики пожаров в аридных экосистемах по материалам космической съемки (на примере Чёрных земель) // Аридные экосистемы. 2010. Т. 6. № 3. С. 5–16.
  6. Золотокрылин А. Н., Титкова Т. Б. (2011а) Новый подход к мониторингу очагов опустынивания // Аридные экосистемы. 2011. Т. 7. № 3. С. 14–22.
  7. Золотокрылин А. Н., Титкова Т. Б. (2011б) Тенденция опустынивания Северо-Западного Прикаспия по MODIS-данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 2. С. 217–225.
  8. Золотокрылин А. Н., Черенкова Е. А., Титкова Т. Б. Аридизация засушливых земель европейской части России и связь с засухами // Изв. Российской акад. наук. Сер. географическая. 2020. Т. 84. № 2. С. 207–217. DOI: 10.31857/S258755662002017X.
  9. Ильина В. Н. Пирогенное воздействие на растительный покров // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. Т. 20. № 2. С. 4–30.
  10. Корниенко С. Г. Изучение трансформаций тундрового напочвенного покрова на участках пирогенного поражения по данным спутников Landsat // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 1. С. 93–104. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-1(93-104).
  11. 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.
  12. Лупян E. 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.
  13. Опарин М. Л., Опарина О. С., Цветкова А. А. Выпас как фактор трансформации наземных экосистем семиаридных регионов // Поволжский экологический журн. 2004. № 2. С. 183–199.
  14. Павлейчик В. М. Широтно-зональная неоднородность развития травяных пожаров в Заволжско-Уральском регионе // Бюл. Оренбургского науч. центра УрО РАН. 2019. № 2. С. 1–14. DOI: 10.24411/2304-9081-2019-12013.
  15. Павлейчик В. М., Калмыкова О. Г., Сорока О. В. Особенности теплового режима и увлажнения постпирогенных степных ландшафтов // Изв. Российской акад. наук. Сер. географическая. 2020. Т. 84. № 4. С. 541–550. DOI: 10.31857/S2587556620040111.
  16. Плотникова А. С., Ершов Д. В., Харитонова А. О., Шуляк П. П., Барталев С. А., Стыценко Ф. В. Пространственная оценка современных пожарных режимов лесных экосистем России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 228–240. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-228-240.
  17. Стыценко Ф. В., Барталев С. А., Букась А. В., Ершов Д. В., Сайгин И. А. Возможности пролонгированной оценки постпожарного состояния хвойных вечнозелёных лесов по данным многоспектральных спутниковых измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 217–227. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-217-227.
  18. Терехов А. Г., Муратова Н. Р. Детектирование тепловых источников в Казахстанском секторе Каспийского региона по данным NOAA/AVHRR // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Т. 1. № 3. С. 134–142.
  19. Украинский П. А. Динамика спектральных свойств зарастающих травяных гарей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 229–238.
  20. Швиденко А., Щепащенко Д., МакКаллум Я., Нильссон С. Леса и лесное хозяйство России / Международный ин-т прикладного системного анализа, Российская акад. наук. Лаксенбург, Австрия. 2007. Электрон. дан. и прогр. 1 электрон. опт. диск CD-ROM. URL: http://www.iiasa.ac.at/Research/FOR/forest_cdrom/index.html.
  21. Шинкаренко С. С. Оценка динамики площадей степных пожаров в Астраханской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 138–146. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-138-146.
  22. Шинкаренко С. С. (2019а) Пожарный режим ландшафтов Северного Прикаспия по данным очагов активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 1. С. 121–133. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-1-121-133.
  23. Шинкаренко С. С. (2019б) Пространственно-временная динамика опустынивания на Чёрных землях // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 6. С. 155–168. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-6-155-168.
  24. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. Сезонная динамика NDVI пастбищных ландшафтов Северного Прикаспия по данным MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 179–194. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-4-179-194.
  25. Шинкаренко С. С., Берденгалиева А. Н. Анализ многолетней динамики степных пожаров в Волгоградской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 98–110. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-98-110.
  26. Шинкаренко С. С., Дорошенко В. В., Берденгалиева А. Н., Комарова И. А. Динамика горимости аридных ландшафтов России и сопредельных территорий по данным детектирования активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 1. С. 149–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-149-164.
  27. Chrysoulakis N., Mitraka Z., Gorelick N. Exploiting satellite observations for global surface albedo trends monitoring // Theoretical and Applied Climatology. 2019. V. 137. P. 1171–1179. DOI: 10.1007/s00704-018-2663-6.
  28. Dintwe K., Okin G. S., Xue Y. Fire-induced albedo change and surface radiative forcing in sub-Saharan Africa savanna ecosystems: Implications for the energy balance // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2017. V. 122. P. 6186–6201. DOI: 10.1002/2016JD026318.
  29. Dubinin M., Lushekina A., Radeloff V. C. Climate, Livestock, and Vegetation: What Drives Fire Increase in the Arid Ecosystems of Southern Russia? // Ecosystems. 2011. V. 14. P. 547–562. DOI: 10.1007/s10021-011-9427-9.
  30. Gatebe C. K., Ichoku C. M., Poudya R., Román M. O., Wilcox E. Surface albedo darkening from wildfires in northern sub-Saharan Africa // Environmental Research Letters. 2014. V. 9. No. 6. P. 065003. DOI: 10.1088/1748-9326/9/6/065003.
  31. Isaev A. S., Korovin G. N., Bartalev S. A., Ershov D. V., Janetos A. С., Kasischke E. S., Shugart H. H., French N. H., Orlick B. E., Murphy T. L. Using Remote Sensing to Assess Russian Forest Fire Carbon Emissions // Climate Change. 2002. V. 55. No. 1-2. P. 235–249. DOI: 10.1023/A:1020221123884.
  32. Saha M. V., D’odorico P., Scanlon T. M. Kalahari Wildfires Drive Continental Post-Fire Brightening in Sub-Saharan Africa // Remote Sensing. 2019. V. 11. P. 1090. DOI: 10.3390/rs11091090.