Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 4. С. 162-175
Климатические изменения как факторы динамики запасов зелёной фитомассы оленьих пастбищ арктических островов
1 Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
Одобрена к печати: 01.07.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-162-175
По материалам съёмки спутника MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) (продукт MOD13Q1) временного периода 2000–2022 гг. выполнен анализ изменений надземной биомассы тундровых фитоценозов арх. Новосибирские острова. Период наблюдений совпадает с началом формирования и развития фазы роста приземной температуры воздуха (ПТВ). По инструментальным измерениям метеорологической станции на о-ве Котельный значение среднегодовой ПТВ изменилось от –17,4 °С в 1979 г. до –9,9 °С в 2020 г. В большей степени рост среднегодовых величин ПТВ обусловлен трансформацией отрицательной температуры воздуха. Динамику продуктивности зелёной фитомассы между годами на островах архипелага наглядно демонстрирует увеличение спектрального индекса EVI (англ. Enhanced Vegetation Index), изменения визуализированы индексом IVCI (англ. Integral Vegetation Condition Index). Начало наблюдений связано с преобладанием наиболее низких показателей (период 2000–2002 гг.), далее фиксировали постепенный рост значений и амплитуды их колебаний, увеличивалась доля более продуктивных сообществ (период 2003–2017 гг.). Суммарный тренд изменений направлен в сторону роста индекса EVI и перехода в область устойчивых значений, значительно превышающих средние показатели (период 2018–2022 гг.). Ранее построенная модель расчёта запаса зелёных кормов по спектральным величинам позволила выделить особенности распределения надземной фитомассы на островах архипелага и их изменения для всего периода наблюдений. За 2000–2021 гг. на островах отмечен общий рост валовой надземной фитомассы. Максимальные величины запаса фиксировали в растительных сообществах наиболее южного о-ва Большой Ляховский: увеличение от 5,0–6,0 до 8,0–9,0 ц/га. Средний запас зелёной фитомассы за рассмотренный период для площади всего архипелага вырос в диапазоне от 1,23 раза (о-в Столбовой) до 2,06 раза (о-в Новая Сибирь). Изменения запасов зелёных кормов может иметь значение для регулирования численности и состава животного населения территории, формирования сезонных путей движения дикого северного оленя, интенсивности накопления и миграции элементов в трофических связях.
Ключевые слова: климатические влияния, растительный покров, спутниковые съёмки MODIS, EVI, Новосибирские острова
Полный текстСписок литературы:
- Базилевич Н. И. Биологическая продуктивность экосистем Северной Евразии. М.: Наука, 1993. 293 с.
- Григорьев М. Н., Разумов С. О., Куницкий В. В., Спектор В. Б. Динамика берегов восточных арктических морей России: основные факторы, закономерности и тенденции // Криосфера Земли. 2006. Т. 10. № 4. С. 74–94.
- Давыдов А. В., Мизин И. А., Сипко Т. П., Груздев А. Р. Северные олени арктических островов России // Вестн. охотоведения. 2017. Т. 14. № 4. С. 253–271.
- Елсаков В. В. Пространственная и межгодовая неоднородность изменений растительного покрова тундровой зоны Евразии по материалам съемки MODIS 2000–2016 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 56–72. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-56-72.
- Елсаков В. В. Спектральные различия характеристик растительного покрова тундровых сообществ сенсоров Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 92–101. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-92-101.
- Елсаков В. В., Зуев С. М., Мыльникова Т. А. Распределение запаса зелёных кормов на участках выпаса оленей по материалам спутниковых съёмок разной детальности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 155–168. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-155-168.
- Колодезников В. Е. Фауна птиц и млекопитающих Новосибирских островов // Вестн. Северо-Восточного фед. ун-та им. М. К. Аммосова. 2013. Т. 10. № 5. С. 43–49.
- Левыкин С. В., Яковлев И. Г., Казачков Г. В., Грудинин Д. А. Ландшафтные особенности острова Новая Сибирь // Охрана окружающей среды и природопользование. 2013. № 1. С. 79–83.
- Михайлов В. В., Спесивцев А. В., Соболевский В. А. и др. Многомодельное оценивание динамики фитомассы растительных сообществ тундры на основе спутниковых снимков // Исслед. Земли из космоса. 2021. № 2. С. 15–30. DOI: 10.31857/S0205961421020056.
- Николин Е. Г. К продуктивности растительных сообществ арктических тундр о-ва Большой Ляховский (Новосибирские острова, Якутия) // Наука и образование. 2017. № 1(85). С. 113–121.
- Пижанкова Е. И. Термоденудация в береговой зоне Ляховских островов (результаты дешифрирования аэрокосмических снимков) // Криосфера Земли. 2011. Т. 15. № 3. С. 61–70.
- Пижанкова Е. И., Добрынина М. С. Динамика побережья Ляховских островов (результаты дешифрирования аэрокосмических снимков) // Криосфера Земли. 2010. Т. 14. № 4. С. 66–79.
- Потравный И. М., Елсаков В. В. Анализ тенденций развития традиционных промыслов коренных народов в условиях климатических изменений (на примере Новосибирских островов и прибрежных арктических районов Якутии) // Арктика: экология и экономика. 2024. Т. 14. № 2. С. 301–311. DOI: 10.25283/2223-4594-2024-2-301-311.
- Сафронов В. М. К экологии сибирского (Lemmus sibiricus) и истории распространения копытного (Dicrostonyx torquatus) леммингов (Rodentia, Cricetidae) на Новосибирских островах // Зоолог. журн. 2021. Т. 100. № 1. С. 115–120. DOI: 10.31857/S0044513421010086.
- Смирнов А. Н., Кириллин Н. Д., Иванова Ю. В., Журилова М. А. Забытое полезное ископаемое российской Арктики — мамонтовая кость // Арктика: экология и экономика. 2016. № 1. Вып. 21. С. 66–75.
- Сумина О. И. Классификация растительности массивов байджарахов в двух районах подзоны арктических тундр Сибирского сектора Российской Арктики // Растительность России. 2020. № 39. С. 75–99. https://doi.org/10.31111/vegrus/2020.39.75.
- Трошко К. А.,Балдина Е. А. Сезонная изменчивость коэффициента обратного рассеяния по данным Sentinel 1 в применении к исследованию острова Котельный // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 123–137. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-123-137.
- Шаинян К. Острова сокровищ // Вокруг света. 2012. № 12. С. 174–184. https://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7965/.
- Шинкаренко С. С., Барталев С. А. Многолетняя динамика NDVI аридных пастбищных ландшафтов Европейской России и сопредельных территорий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 6. С. 108–123. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-6-108-123.
- Якшина И. А. Государственный природный заказник федерального значения «Новосибирские острова» // Окружающая среда Санкт-Петербурга. 2022. № 1. С. 49–58. https://ecopeterburg.ru/2022/03/22/государственный-природный-заказник-2.
- Arndt K. A., Santos M. J., Ustin S. et al. Arctic greening associated with lengthening growing seasons in Northern Alaska // Environmental Research Letters. 2019. V. 14. Article 125018. DOI: 10.1088/1748-9326/ab5e26.
- Akaike H. A. A new look at the statistical model identification // IEEE Trans. Automatic Control. 1974. V. 19. Iss. 6. P. 716–723. DOI: 10.1109/TAC.1974.1100705.
- Blok D., Sass-Klaassen U., Schaepman-Strub G. et al. What are the main climate drivers for shrub growth in Northeastern Siberian tundra? // Biogeosciences. 2011. V. 8. P. 1169–1179. DOI: 10.5194/bg-8-1169-2011.
- Jin Y., Yang X., Qiu J. et al. Remote sensing-based biomass estimation and its spatio-temporal variations in temperate grassland Northern China // Remote Sensing. 2014. V. 6. P. 1496–1513. https://doi.org/10.3390/rs6021496.
- Klein D. R. The introduction, increase, and crash of reindeer on St. Matthew Island // J. Wildlife Management. 1968. V. 32. P. 350–367.
- Lee A. M., Bjørkvoll E. M., Hansen B. B. et al. An integrated population model for a long-lived ungulate: more efficient data use with Bayesian methods // Oikos. 2015. V. 124. P. 806–816. DOI: 10.1111/oik.01924.
- Liu W. T., Kogan F. N. Monitoring regional drought using the Vegetation condition index // Intern. J. Remote Sensing. 1996. V. 17. No. 14. P. 2761–2782. DOI: 10.1080/01431169608949106.
- Mizin I. A., Sipko T. P., Davydov A. V. et al. The wild reindeer (Rangifer tarandus: Cervidae, Mammalia) on the arctic islands of Russia: A review // Nature Conservation Research. 2018. V. 3. No. 3. P. 1–14. DOI: 10.24189/ncr.2018.040.