Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
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. 2024. Т. 21. № 6. С. 233-249

Оценка повреждений российских лесов пожарами в XXI веке на основе анализа интенсивности горения по данным прибора MODIS

Е.А. Лупян 1 , Д.В. Лозин 1 , С.А. Барталев 1 , И.В. Балашов 1 , Ф.В. Стыценко 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 25.11.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-233-249
Настоящая работа посвящена анализу особенностей повреждений лесов пожарами на территории России в XXI в. Кратко описаны методы оценки повреждений лесов пожарами и оценки площадей, проходимых лесными пожарами, на основе информации об интенсивности горения. Рассмотрены основные характеристики базы данных о лесных пожарах и постпожарных повреждениях, сформированной по наблюдениям прибором MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) за период c 2001 по 2024 г. Представлены и проанализированы основные особенности динамики постпожарных повреждений лесов, наблюдавшихся в XXI в. на территории РФ. При этом показано, что в анализируемый период наблюдался значимый рост летальности пожаров (более чем в два раза). Данный рост в основном обусловлен пожарами, действующими в хвойно-листопадных лесах. Также отмечается, что с начала XXI в. существенно увеличилась доля сильно повреждённых пожарами лесов (5-й класс СКС (средневзвешенная категория состояния)). Всё это позволяет сделать вывод о значимом наблюдаемом тренде увеличения ущерба от лесных пожаров на территории РФ в XXI в., несмотря на отсутствие такого тренда для площадей, пройденных пожарами. Также в работе представлена и проанализирована сезонная динамика повреждений лесного покрова пожарами. В частности, показано, что на летние месяцы приходится более 80 % площадей сильных повреждений лесов, связанных с пожарами, при этом около 50 % таких площадей приходится на июль.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, лесные пожары, мониторинг лесных пожаров, FRP, степень повреждения лесов, индекс сезонной летальности лесных пожаров
Полный текст

Список литературы:

  1. Абушенко Н. А., Барталев С. А., Беляев А. И., Ершов Д. В., Захаров М. Ю., Лупян Е. А., Коровин Г. Н., Кошелев В. В., Крашенинникова Ю. С., Мазуров А. А., Минько Н. П., Назиров Р. Р., Семенов С. М., Тащилин С. А., Флитман Е. В., Щетинский В. Е. Опыт и перспективы организации оперативного спутникового мониторинга территории России в целях службы пожароохраны лесов // Исслед. Земли из космоса. 1998. № 3. С. 89–95.
  2. Барталев С. А., Стыценко Ф. В. Спутниковая оценка гибели древостоев от пожаров по данным о сезонном распределении пройденной огнем площади // Лесоведение. 2021. № 2. С. 115–122. DOI: 10.31857/S0024114821020029.
  3. Барталев С. А., Ершов Д. В., Коровин Г. Н., Котельников Р. В., Лупян Е. А., Щетинский В. Е. Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства РФ (состояние и перспективы развития) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Вып. 5. Т. 2. С. 419–429.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Буряк Л. В., Сухинин А. И., Каленская О. П., Пономарев Е. И. Последствия пожаров в ленточных борах юга Сибири // Сибирский эколог. журн. 2011. № 3. С. 331–339.
  8. Галеев А. А., Прошин А. А., Ершов Д. В., Тащилин С. А., Мазуров А. А., Лупян Е. А. Организация хранения данных спутникового мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Вып. 2. Т. 2. № 2. С. 367–371.
  9. Кобец Д. А., Балашов И. В., Данилов И. Д., Лупян Е. А., Сычугов И. Г., Толпин В. А. Использование ВI-технологий для создания инструментов для анализа данных спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 17–27.
  10. Коровин Г. Н., Андреев Н. А. Авиационная охрана лесов. М.: Агропромиздат, 1988. 223 с.
  11. Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В. и др. 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. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
  13. Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Сенько К. С. и др. Оценка площадей пожаров на основе детектирования активного горения с использованием данных шестой коллекции приборов MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 178–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-178-192.
  14. Лупян Е. А., Лозин Д. В., Балашов И. В. и др. Исследование зависимости степени повреждений лесов пожарами от интенсивности горения по данным спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 217–232. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-217-232.
  15. Пономарев Е. И., Харук В. И. Горимость лесов Алтае-Саянского региона Сибири в условиях наблюдаемых изменений климата // Сибирский эколог. журн. 2016. № 1. С. 38–46. DOI: 10.15372/SEJ20160104.
  16. Пономарев Е. И., Швецов Е. Г. Спутниковое детектирование лесных пожаров и геоинформационные методы калибровки результатов // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 1. С. 84–91. DOI: 10.7868/S0205961415010054.
  17. Пономарев Е. И., Харук В. И., Якимов Н. Д. (2017а) Результаты и перспективы спутникового мониторинга природных пожаров Сибири // Сибирский лесной журн. 2017. № 5. С. 25–36. DOI: 10.15372/SJFS2017050.
  18. Пономарев Е. И., Швецов Е. Г., Усатая Ю. О. (2017б) Регистрация энергетических характеристик пожаров в лесах Сибири дистанционными средствами // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 4. С. 3–11. DOI: 10.7868/S0205961417040017.
  19. Руководство по проведению санитарно-оздоровительных мероприятий, утверждённое приказом Рослесхоза № 523 от 29.12.07.2007.
  20. 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.
  21. Стыценко Ф. В., Барталев С. А., Иванова А. А. и др. Возможности оценки площадей лесных пожаров в регионах России на основе данных спутникового детектирования активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 289–298. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-289-298.
  22. Швиденко А. З., Щепащенко Д. Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 50–61.
  23. Balzter H., George C. T., Rowland C. S., Gerard F., McCallum I., Shvidenko A., Schmullius C. Forest fires in Central Siberia and their impact on emissions of greenhouse gasses // Proc. Remote Sensing and Photogrammetric Soc. 2004.
  24. Barnaba F., Angelini F., Curci G., Gobbi G. P. An important fingerprint of wildfires on the European aerosol load // Atmospheric Chemistry and Physics. 2011. V. 11. Iss. 20. P. 10487–10501. DOI: 10.5194/acp-11-10487-2011.
  25. Boschetti L., Roy D. P. Strategies for the fusion of satellite fire radiative power with burned area data for fire radiative energy derivation // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2009. V. 114. Article D20302. DOI: 10.1029/2008JD011645.
  26. Giglio L., Descloitresa J., Justice C. O., Kaufman Y. J. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote Sensing of Environment. 2003. V. 87. P. 273–282. DOI: 10.1016/S0034-4257(03)00184-6.
  27. Giglio L., Schroeder W., Justice C. O. The collection 6 MODIS active fire detection algorithm and fire products // Remote Sensing of Environment. 2016. V. 178. P. 31–41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.02.054.
  28. Hansen M. C., Potapov P. V., Moore R. et al. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change // Science. 2013. V. 342. Iss. 6160. P. 850–853. DOI: 10.1126/science.1244693.
  29. Heward H., Smith A. M.S., Roy D. P. et al. Is burn severity related to fire intensity? Observations from landscape scale remote sensing // Intern. J. Wildland Fire . 2013. V. 22. No. 7. P. 910–918. DOI: 10.1071/WF12087.
  30. Hua L., Shao G. The progress of operational forest fire monitoring with infrared remote sensing // J. Forestry Research. 2017. V. 28. No. 2. P. 215–229. DOI: 10.1007/s11676-016-0361-8.
  31. Ichoku C., Kaufman Y. J. A method to derive smoke emission rates from MODIS fire radiative energy measurements // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2005. V. 43. No. 11. P. 2636–2649. DOI: 10.1109/TGRS.2005.857328.
  32. Kaufman Y. J., Justice C., Flynn L. et al. Monitoring global fires from EOS-MODIS // J. Geophysical Research: Atmospheres. 1998. V. 103. P. 32215–32239. DOI: 10.1029/98JD01644.
  33. Kumar S. S., Roy D. P., Boschetti L., Kremens R. Exploiting the power law distribution properties of satellite fire radiative power retrievals: A method to estimate fire radiative energy and biomass burned from sparse satellite observations // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2011. V. 116. Article D19303. DOI: 10.1029/2011JD015676.
  34. Li F., Zhang X., Kondragunta S. et al. Hourly biomass burning emissions product from blended geostationary and polar-orbiting satellites for air quality forecasting applications // Remote Sensing of Environment. 2022. V. 281. Article 113237. DOI: 10.1016/j.rse.2022.113237.
  35. Morgan P., Hardy C. C., Swetnam T. W. et al. 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.
  36. Mota B., Wooster M. J. A new top-down approach for directly estimating biomass burning emissions and fuel consumption rates and totals from geostationary satellite fire radiative power (FRP) // Remote Sensing of Environment . 2018. V. 206. P. 45–62. DOI: 10.1016/j.rse.2017.12.016.
  37. Mottram G. N., Wooster M., Balzter H., George C., Gerrard F., Beisley J. The use of MODIS-derived Fire Radiative Power to characterise Siberian boreal forest fires // Proc. 31st Intern. Symp. Remote Sensing of Environment. 2005. 4 p.
  38. Riggan P. J., Tissell R. G., Lockwood R. N. et al. Remote measurement of energy and carbon flux from wildfires in Brazil // Ecological Applications. 2004. V. 14. Iss. 3. P. 855–872. DOI: 10.1890/02-5162.
  39. Roy D. P., Boschetti L., Justice C. O., Ju J. The collection 5 MODIS burned area product — Global evaluation by comparison with the MODIS active fire product // Remote Sensing of Environment. 2008. V. 112. P. 3690–3707. DOI: 10.1016/j.rse.2008.05.013.
  40. Ryan K. C. Dynamic interactions between forest structure and fire behavior in boreal ecosystems // Silva Fennica. 2002. V. 36. No. 1. P. 13–39. DOI: 10.14214/sf.548.
  41. Sofiev M., Vankevich R., Lotjonen M. et al. An operational system for the assimilation of the satellite information on wild-land fires for the needs of air quality modelling and forecasting // Atmospheric Chemistry and Physics. 2009. Vol. 9. Iss. 18. P. 6833–6847. DOI: 10.5194/acp-9-6833-2009.
  42. Wooster M. J., Zhukov B., Oertel D. Fire radiative energy for quantitative study of biomass burning: derivation from the BIRD experimental satellite and comparison to MODIS fire products // Remote Sensing of Environment. 2003. Vol. 86. P. 83–107. DOI: 10.1016/S0034-4257(03)00070-1.
  43. Wooster M., Xu W., Nightingale T. Sentinel-3 SLSTR active fire detection and FRP product: pre-launch algorithm development and performance evaluation using MODIS and ASTER datasets // Remote Sensing of Environment. 2012. Vol. 120. P. 236–254. DOI: 10.1016/j.rse.2011.09.033.
  44. Zheng Y., Zhang G., Tan S., Feng L. Research on progress of forest fire monitoring with satellite remote sensing // Agricultural and Rural Studies. 2023. V. 1. No. 2. Article 0008. https://doi.org/10.59978/ar01020008.