Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 3. С. 182-192
Спектральные признаки трансформации ландшафтов в характеристике тепловых режимов почв криолитозоны Средней Сибири
М.Ю. Сыроежко
1, 2 , Е.И. Пономарёв
1, 2 , Т.В. Пономарёва
1, 2 1 Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия
2 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Одобрена к печати: 23.04.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-3-182-192
Выполнена обзорная классификация ландшафтов криолитозоны на примере Норильского промышленного района Красноярского края по материалам архива Landsat-8, -9 за летний период 2016–2023 гг. В комплексе анализировались диапазоны спектральных индексов, характеризующих степень трансформации ландшафтов, а также наземные данные о растеплении почв на двух пробных площадях в районе исследований. Для классификации снимков изучаемых ландшафтов использовался метод максимального подобия, а также стандартные методы оценки состояния растительности, основанные на спектральных индексах NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index) и LST (англ. Land Surface Temperature). Обзорная классификация позволяет выявлять до 11 классов состояния ландшафтов криолитозоны исследуемой территории. Зафиксированы два наиболее контрастных состояния ландшафтов, выделяемых по степени трансформации растительного покрова и степени деструкции теплоизолирующего органогенного горизонта почвы. В районе исследований доля территории с признаками трансформации после техногенного и аэротехногенного воздействия составляла от 5 % на фоновом участке до 77 % на участках, подвергшихся техногенным воздействиям. Участки с признаками трансформации характеризовались аномально низкими значениями NDVI, достигающими не более 54 % от показателей ненарушенных ландшафтов и вариацией показателя LST в диапазоне от –7,0 до 3,6 % относительно фоновых значений. По натурным измерениям границы протаивания почвы отмечено значительное (в 1,5–2,0 раза) отличие глубины растепления на участках фона и в условиях трансформированного состояния ландшафта. Вариативность сезонного растепления почв криолитозоны качественно согласуется с оценками степени трансформации ландшафтов. Таким образом, классификация съёмки на тундровые ландшафты позволяет косвенно характеризовать вариации тепловых режимов почв криолитозоны Сибири.
Ключевые слова: Сибирь, криолитозона, спектральные индексы, NDVI, LST, почва, глубина растепления
Полный текстСписок литературы:
- Бардин М. Ю., Платова Т. В., Самохина О. Ф. Особенности наблюдаемых изменений климата на территории Северной Евразии по данным регулярного мониторинга и возможные их факторы // Тр. Гидрометеоролог. научно-исследоват. центра Российской Федерации. 2015. № 358. С. 13–35.
- Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О. и др. Состояние и перспективы развития методов спутникового картографирования растительного покрова России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 203–221.
- Горный В. И., Киселев А. В., Крицук С. Г. и др. Спутниковое картирование тепловой реакции подстилающей поверхности Северной Евразии на изменение климата // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 155–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-155-164.
- Карсаков А. А., Пономарев Е. И. Дистанционный мониторинг теплового состояния подстилающей поверхности в контексте техногенных трансформаций // Биосфера. 2024. Т. 16. № 1. С. 20–29.
- Кашницкий А. В. Метод автоматического детектирования повреждений растительного покрова природными пожарами по данным спутников серий Landsat и Sentinel 2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 6. С. 29–38. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-6-29-38.
- Корниенко С. Г. Характеристика антропогенных трансформаций ландшафтов в районе Бованенковского месторождения по данным спутников Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 106–129. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-106-129.
- Пономарев Е. И., Пономарева Т. В., Якимов Н. Д. Мониторинг техногенно-нарушенных земель на основе анализа динамики тепловых аномалий поверхности // Наука и технологии Сибири. 2024. № 2(13). С. 102–105.
- Пономарёва Т. В., Пономарёв Е. И., Литвинцев К. Ю. и др. Тепловое состояние нарушенных почв в криолитозоне Сибири на основе дистанционных данных и численного моделирования // Вычислит. технологии. 2022. Т. 27. № 3. С. 16–35. DOI: 10.25743/ICT.2022.27.3.003.
- Сыроежко М. Ю., Пономарёв Е. И. Аномалии спектральных индексов в оценке состояния территории Севера // Материалы Международ. конф. «Лесные экосистемы бореальной зоны: биосферная роль, биоразнообразие, экологические риски». Красноярск: ИЛ СО РАН, 2024. С. 386–387.
- Телятников М. Ю. Изменение фиторазнообразия природных экосистем, испытывающих влияние нефтепродуктов в Норильском промышленном районе // Сибирский эколог. журн. 2022. Т. 29. № 2. С. 202–221. DOI: 10.15372/SEJ20220207.
- Третьяков П. Д., Пономарёв Е. И. Горимость арктической зоны Сибири в условиях климатических изменений XX – начала XXI вв. // Сибирский лесной журн. 2023. № 6. С. 17–31. DOI: 10.15372/SJFS20230603.
- Финников К. А., Пономарева Т. В., Пономарев Е. И., Литвинцев К. Ю. Исследование влияния последствий лесных пожаров на перенос тепла и влаги в сезонно-талом слое почвы методами численного моделирования // Теплофизика и аэромеханика. 2023. № 6. С. 1215–1222.
- Шестаков Н. А., Топаз А. А. Картографирование лесной растительности на основе автоматизированного дешифрирования по данным дистанционного зондирования // Журн. Белорусского гос. ун-та. География. Геология. 2024. № 1. С. 98–112.
- Шишикин А. С. Организация исследований техногенных территорий // Сибирский лесной журн. 2016. № 2. С. 102–119. DOI: 10.15372/SJFS20160210.
- Юркевич Н. В., Ельцов И. Н., Гуреев В.Н. и др. Техногенное воздействие на окружающую среду в российской Арктике на примере Норильского промышленного района // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2021. № 12. С. 230–249. DOI: 10.18799/24131830/2021/12/3207.
- Якимов Н. Д., Пономарёв Е. И., Пономарёва Т. В. Изменение спектральных индексов в контексте природных и техногенных трансформаций ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 4. С. 131–140. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-131-140.
- Berner L., Massey R., Jantz P. et al. Summer warming explains widespread but not uniform greening in the Arctic tundra biome // Nature Communications. 2020. V. 11. Article 4621. DOI: 10.1038/s41467-020-18479-5.
- Lebedeva L., Semenova O., Vinogradova T. Simulation of active layer dynamics, upper Kolyma, Russia, using the hydrograph hydrological model // Permafrost and Periglacial Processes. 2014. V. 25. No. 4. P. 270–280. DOI: 10.1002/ppp.1821.