Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 216-227
Космический мониторинг трансформации болотных ландшафтов в условиях антропогенных воздействий
И.Е. Курбатова
1, 2 , Т.В. Верещака
1 , А.А. Иванова
1 1 Московский государственный университет геодезии и картографии, Москва, Россия
2 Институт водных проблем РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 05.07.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-216-227
Освещён опыт изучения экологического состояния Уломского болотного массива, расположенного в Вологодской обл. Выявлены виды антропогенных воздействий и их последствия. Исследования выполнены при сочетании картографического и дистанционного методов. Картографический метод применён для идентификации, интерпретации и локализации объектов на космических снимках, а также для изучения многолетней динамики (40 лет) ландшафтов местности. Дистанционные методы обеспечили анализ материалов разновременной космической съёмки Landsat-5, -7, -8 (за 1989, 2000 и 2018 гг.) с целью изучения состояния и трансформации основных индикаторов территории: водных объектов и растительности по индексам NDWI и NDVI. По снимкам выявлена стабильность состояния растительности и конфигурации озёр на территории организованного здесь в 1989 г. заказника (за весь срок его существования) из-за отсутствия антропогенного влияния. В отличие от заказника на торфяниках ряд озёр сократил свою площадь в 3–12 раз. Зафиксирована разная степень восстановления растительного покрова при рекультивации торфоразработок, связанная с неодинаковой мощностью выработанного торфа. Комплексирование картографического и дистанционного методов позволило дифференцировать уникальный болотный массив по степени его нарушенности в условиях антропогенных воздействий разной интенсивности. Выделены зоны с высокой (торфоразработки с рекультивированными участками), умеренной (селитебные, транспортные и сельскохозяйственные территории), низкой нарушенностью (рекультивированные участки), а также ненарушенная территория (Отненский заказник). Результаты исследования и его отдельные этапы представлены в картографическом виде.
Ключевые слова: верховое болото, озёра, растительность, торфоразработки, нарушенная экосистема, космический мониторинг, Landsat, NDVI, NDWI
Полный текстСписок литературы:
- Ардашникова С. В. Опыт картографирования болотных микроландшафтов части Васюганского болота на основе спектральной классификации космических снимков // Геоматика. 2015. № 2. С. 46–51.
- Атлас Вологодской области / ред. Е. А. Скупинова. Череповец: Порт-Апрель, 2007. 107 с.
- Боч М. С., Мазинг В. В. Экосистемы болот СССР. Л.: Наука, 1979. 188 с.
- Вода России: научно-популярная энциклопедия. 2015. URL: https://water-rf.ru (дата обращения: 15.12.2020).
- Вомперский С. Э., Сирин А. А., Сальников А. А., Цыганова О. П., Валяева Н. А. Оценка площади болотных и заболоченных лесов России // Лесоведение. 2011. № 5. С. 3–11.
- Гринченко О. С., Щербаков А. В., Любезнова Н. В., Кольцов Д. Б. Эффективность реабилитации экосистем обводненных торфяников на основе анализа динамики растительности и авифауны (Талдомского района Московской области) // Экосистемы: экология и динамика. 2017. Т. 1. № 4. С. 23–39.
- Ильясов Д. В., Сирин А. А., Макарова Л. Ю., Букин А. В., Кораблина Н. Е. ГИС — картографирование торфяных болот и антропогенно измененных торфяников Рязанской области // Вестн. Рязанского гос. агротехнологич. ун-та. 2019. № 1(41). С. 30–38.
- Инишева Л. И., Порохина Е. В., Сергеева М. А., Кобак К. И. Торфяные болота и их биосферная роль // Биосфера. 2019. Т. 11. № 3. С. 128–133.
- Казаков А. А. Дистанционное геотермическое картографирование болот Западной Сибири (на примере Тарманского болотного массива) // Вестн. Тюменского гос. ун-та. Экология и природопользование. 2013. № 4. С. 161–167.
- Козелкова Е. Н. Дешифрирование болотных комплексов космоснимка Landsat 7 Нижневартовского района ХМАО – ЮГРЫ // Вестн. Югорского гос. ун-та. 2013. Вып. 3(30). С. 35–38.
- Маслов Б. С. Гидрология торфяных болот. М.: Россельхозакадемия, 2009. 266 с.
- Медведева М. А., Возбранная А. Е., Барталев С. А., Сирин А. А. Оценка состояния заброшенных торфоразработок по многоспектральным спутниковым изображениям // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 5. С. 80–88.
- Медведева М. А., Возбранная А. Е., Сирин А. А., Маслов А. А. Возможности различных многоспектральных спутниковых данных для оценки состояния неиспользуемых пожароопасных и обводняемых торфоразработок // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 3. С. 76–84.
- Медведева М. А., Возбранная А. Е., Сирин А. А., Маслов А. А. Возможности различных мультиспектральных космических данных для мониторинга неиспользуемых пожароопасных торфяников и эффективности их обводнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. №. 2. С. 150–159. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-150-159.
- Минаева Т. Ю., Сирин А. А. Биологическое разнообразие болот и изменение климата // Успехи современной биологии. 2011. Т. 131. № 4. С. 393–406.
- Огуреева Г. Н., Котова Т. В. Болота как объект изучения в биоэкологическом картографировании России // VIII Галкинские Чтения: материалы конф. Санкт-Петербург. 2–3 февр. 2017. СПб.: Изд во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. С. 94–97.
- Сирин А. А. Торфяные болота: свойства, функции, экосистемные услуги // X Галкинские Чтения: материалы конф. Санкт-Петербург. 4–6 февр. 2019. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2019. С. 183–185.
- Сирин А. А., Маслов А. А., Валяева Н. А., Цыганова О. П., Глухова Т. В. Картографирование торфяных болот Московской области по данным космической съёмки высокого разрешения // Лесоведение. 2014. № 5. С. 65–71.
- Филоненко И. В., Филиппов Д. А. Оценка площади болот Вологодской области // Тр. Инсторфа. Тверь: ТвГТУ, 2013. № 7(60). С. 3–11.
- Lyon J. G. Wetland Landscape Characterization. Boca Raton: CRC Press, 2001. 144 p.
- McFeeters S. K. The use of normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features // Intern. J. Remote Sensing. 1996. V. 17. P. 1425–1432. URL: https://doi.org/10.1080/01431169608948714.
- Özelkan E. Water body detection analysis using NDWI indices derived from Landsat-8 OLI // Polish J. Environmental Studies. 2020. No. 29. P. 1759–1769. DOI: 10.15244/pjoes/110447.
- Yang X., Zhao S., Qin X., Zhao N., Liang L. Mapping of urban surface water bodies from Sentinel-2 MSI imagery at 10 m resolution via NDWI-based image sharpening // Remote Sensing. 2017. V. 9(6). 596. 18 p.