Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
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. 2025. Т. 22. № 4. С. 218-235

Уточнение занимаемых пустынями и степями территорий при спутниковом картографировании наземных экосистем России

С.С. Шинкаренко 1 , С.А. Барталев 1 , И.А. Сайгин 1 , И.Э. Смелянский 2 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 ООО «Лаборатория «Экотон», Самара, Россия
Одобрена к печати: 13.05.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-218-235
Степные и пустынные экосистемы России обладают высокой природоохранной ценностью как местообитания редких видов животных и растений, а также значительным климаторегулирующим потенциалом, что позволяет отнести задачу их картографирования и мониторинга к числу приоритетных. Однако большинство имеющихся спутниковых карт растительного покрова глобального и национального охвата либо не отделяют степные экосистемы от другой травянистой растительности, либо их выделение основано на использовании недостаточно репрезентативной опорной информации. Проведённое исследование направлено на уточнение картографирования степной (в том числе в полупустыне) и пустынной растительности использованием разновременных спутниковых данных среднего пространственного разрешения с устранённым влиянием облачности, а также репрезентативной опорной выборки данных по результатам экспертного дешифрирования высокодетальных спутниковых изображений и выборочной наземной верификации. В результате по данным MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) получена серия ежегодных карт земного покрова России за 2001–2023 гг. с уточнённым выделением территорий, занимаемых степными и пустынными экосистемами. По данным спутникового картографирования в стране ежегодно детектируется 41–42 млн га степных и пустынных экосистем. Сопоставление полученных результатов с площадью пастбищ на уровне муниципальных районов показало высокий уровень их согласованности в пустынных и степных биомах, где идентифицировано 95 % площади пастбищ. В неморальных биомах отличия в площади выявленных степных экосистем от площади пастбищ более выражены. Это может быть связано с неопределённостью из-за отнесения к пастбищам лугов, а мезофитных вариантов степей к сенокосам при землеустройстве, а также с перепутыванием луговых степей и остепнённых лугов по данным дистанционного зондирования. Также в неморальных биомах средняя площадь отдельных степных контуров минимальна, из-за чего высока доля граничных пикселей. Полученные карты открывают перспективы определения актуального состояния зональной растительности степной и пустынной зон, а также анализа основных факторов его динамики.
Ключевые слова: степи, пустыни, биомы, земной покров, спутниковый мониторинг, дистанционное зондирование
Полный текст

Список литературы:

  1. 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 с.
  2. Барталев С. А., Ворушилов И. И., Егоров В. А. Построение и радиометрическая нормализация безоблачных композитных спутниковых изображений покрытой снегом земной поверхности для мониторинга лесов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 57–69. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-57-69.
  3. Биоразнообразие биомов России. Равнинные биомы / под ред. Г. Н. Огуреевой. М.: ФГБУ «ИГКЭ», 2020. 623 с.
  4. Блакберн А. А. Предварительная инвентаризация степных территорий с помощью программы QGIS (на примере Шахтерского района Донецкой Народной Республики) // Пром. ботаника. 2018. Т. 18. № 4. С. 25–31.
  5. Голубятников Л. Л., Курганова И. Н., Лопес де Гереню В. О. Оценка баланса углерода степных экосистем России // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2023. Т. 59. № 1. С. 71–87. DOI: 10.31857/S0002351523010042.
  6. Зонн И. С., Трофимов И. А., Шамсутдинов З. Ш., Шамсутдинов Н. З. Земельные ресурсы аридных территорий России // Аридные экосистемы. 2004. Т. 10. № 22–23. С. 87–101.
  7. Итоги Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2006 года: в 9 т. Т. 3: Земельные ресурсы и их использование. М.: ИИЦ «Статистика России», 2008. 312 с.
  8. Итоги Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2016 года: в 8 т. Т. 3: Земельные ресурсы и их использование. М.: ИИЦ «Статистика России», 2018. 307 с.
  9. Карта «Биомы России». 1:7 500 000 / гл. ред. Г. Н. Огуреева. М.: ООО «Финансовый и организационный консалтинг», 2015.
  10. Королюк А. Ю., Макунина Н. И. Настоящие степи Алтае-Саянской горной области (порядок Stipetalia krylovii Kononov, Gogoleva et Mironova 1985) // Растительный мир Азиатской России. 2009. № 2 (4). С. 43–53.
  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. Миклашевич Т. С., Барталев С. А., Плотников Д. Е. Интерполяционный алгоритм восстановления длинных временных рядов данных спутниковых наблюдений растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 6. С. 143–154. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-6-143-154.
  13. Намзалов Б. Б. Пространственная структура растительности богаторазнотравно-ковыльных степей юга Западно-Сибирской равнины (Северная Кулунда) // Геоботаническое картографирование. 1996. № 1994–1995. С. 16–33.
  14. Национальный атлас почв Российской Федерации / гл. ред. С. А. Шоба. М.: Изд-во «Астрель», 2011. 632 с.
  15. Огуреева Г. Н., Бочарников М. В. Оробиомы как базовые единицы региональной оценки биоразнообразия горных территорий // Экосистемы: экология и динамика. 2017. Т. 1. № 2. С. 52–81.
  16. Огуреева Г. Н., Микляева И. М., Бочарников М. В., Дудов С. В., Тувшинтогхтог И. Крупномасштабное картографирование Дауро-Монгольских степей для целей мониторинга // Аридные экосистемы. 2009. Т. 15. № 2(38). С. 18–27.
  17. Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации / под ред. А. А. Романовской. М.: ИГКЭ, ООО «Принт», 2023. 343 с.
  18. Павлейчик В. М., Святоха Н. Ю., Сивохип Ж. Т. Современные тенденции в формировании массивов залежных земель как предпосылка к усложнению пожарных обстановок в Заволжско-Уральском регионе // Материалы международ. конф. «ИнтерКарто. ИнтерГИС». Т. 30. Ч. 2. М.: Геогр. фак. МГУ, 2024. С. 236–251. DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-236-251.
  19. Рогова Н. В., Скворцов В. Э. Итоги инвентаризации степей в восточной части Европейской России // Степной бюл. 2016. № 47–48. С. 35–43.
  20. Сафронова И. Н. Фитоэкологическое картографирование Северного Прикаспия // Геоботаническое картографирование. 2002. № 2001–2002. С. 44–65. DOI: 10.31111/geobotmap/2001-2002.44.
  21. Синельникова К. П., Берденгалиева А. Н., Матвеев Ш. и др. Картографирование пахотных земель в агроландшафтах Волгоградской области по данным дистанционного зондирования // Исслед. Земли из космоса. 2023. № 5. С. 85–96. DOI: 10.31857/S0205961423050081.
  22. Смелянский И., Елизаров А., Соболев Н., Благовидов А. Стратегия сохранения степей России: позиция неправительственных организаций. М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2006. 36 с.
  23. Терехин Э. А. Изменение лесистости овражно-балочных систем юга Среднерусской возвышенности за последние десятилетия // Науч. вед. Белгородского гос. ун-та. Сер.: Естественные науки. 2018. Т. 42. № 2. С. 223–230. DOI: 10.18413/2075-4671-2018-42-2-223-230.
  24. Терехин Э. А. Особенности лесовозобновления на залежных землях Среднерусской лесостепи // Изв. РАН. Сер. геогр. 2022. Т. 86. № 4. С. 594–604. DOI: 10.31857/S2587556622040112.
  25. Тишков А. А. Новые подходы к сохранению степей староосвоенных черноземных регионов России // Вопросы степеведения. 2024. № 1. С. 22–31. DOI: 10.24412/2712-8628-2024-1-22-31.
  26. Трофимов И. А., Трофимова Л. С., Яковлева Е. П. О применении информационных технологий в картографировании агрогеосистем // Тр. Ин-та геологии Дагестанского науч. центра РАН. 2015. № 65. С. 26–29.
  27. Чибилёв А. А. Степная Евразия: региональный обзор природного разнообразия. 2-е изд., перераб. и доп. Оренбург: Ин-т степи Уральского отд-ния Российской акад. наук, 2017. 324 с.
  28. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. Картографирование соровых понижений и солончаков в Северном Прикаспии на основе многолетних данных Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 153–165. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-153-165.
  29. 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.
  30. Шинкаренко С. С., Дорошенко В. В., Берденгалиева А. Н. Динамика площади гарей в зональных ландшафтах юго-востока европейской части России // Изв. Российской акад. наук. Сер. географ. 2022. Т. 86. № 1. С. 122–133. DOI: 10.31857/S2587556622010113.
  31. Шинкаренко С. С., Барталев С. А., Биарсланов А. Б. Изменения площадей открытых песков и дефлированных пастбищ на юго-востоке европейской части России в 2023 году // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 321–330. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-321-330.
  32. Bartalev S. A., Egorov V. A., Loupian E. A., Khvostikov S. A. A new locally-adaptive classification method LAGMA for large-scale land cover mapping using remote-sensing data // Remote Sensing Letters. 2014. V. 5. No. 1. P. 55–64. DOI: 10.1080/2150704X.2013.870675.
  33. Bontemps S., Boettcher M., Brockmann C. et al. Multi-year global land cover mapping at 300 m and characterization for climate modelling: Achievements of the Land Cover component of the ESA Climate Change Initiative // Intern. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences — ISPRS Archives. 2015. V. XL-7/W3. P. 323–328. DOI: 10.5194/isprsarchives-XL-7-W3-323-2015.
  34. Li Z., Huffman T., McConkey B., Townley-Smith L. Monitoring and modeling spatial and temporal patterns of grassland dynamics using time-series MODIS NDVI with climate and stocking data // Remote Sensing of Environment. 2013. V. 138. P. 232–244. DOI: 10.1016/j.rse.2013.07.020.
  35. Loupian E., Burtsev M., Proshin A. et al. Usage experience and capabilities of the VEGA-Science system // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 1. Article 77. DOI: 10.3390/rs14010077.
  36. Pavleychik V. M., Chibilev A. A., Padalko Yu. A. Pyrological situation in the steppes of Northern Eurasia // Doklady Earth Sciences. 2022. V. 505. No. 2. P. 591–597. DOI: 10.1134/S1028334X22080141.
  37. Prishchepov A. V., Myachina K. V., Kamp J. et al. Multiple trajectories of grassland fragmentation, degradation, and recovery in Russia’s steppes // Land Degradation and Development. 2021. V. 32. No. 11. P. 3220–3235. DOI: 10.1002/ldr.3976.
  38. Safronova I. N., Kalmykova O. G., Stepanova N. Yu. Trans-Volga–Trans-Ural Steppes of the northern subzone of the steppe zone: Features of modern formation diversity // Arid Ecosystems. 2020. V. 10. No. 4. P. 255–260. DOI: 10.1134/S2079096120040174.
  39. Safronova I. N., Stepanova N. Yu., Karimova T. Yu. et al. The map of the current vegetation on the territory of distribution of the population of Saiga tatarica tatarica L. in the North-Western Caspian region // Arid Ecosystems. 2023. V. 13. No. 3. P. 276–284. DOI: 10.1134/S2079096123030113.
  40. Shinkarenko S. S., Vypritskiy A. A., Vasilchenko A. A., Berdengalieva A. N. Analysis of anthropogenic influence on desertification processes in the Northern Caspian region according to satellite data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2023. V. 59. No. 9. P. 1115–1125. DOI: 10.1134/S0001433823090177.
  41. Slavko V. D., Andreeva O. V., Kust G. S. Assessment of the dynamics of land cover at the local level to achieve land degradation neutrality (for desertified lands of the dry-steppe Zavolzh’e) // Arid Ecosystems. 2023. V. 13. No. 1. P. 50–58. DOI: 10.1134/S2079096123010134.
  42. Smelansky I. E., Tishkov A. A. The steppe biome in Russia: Ecosystem services, conservation status, and actual challenges // Eurasian Steppes. Ecological Problems and Livelihoods in a Changing World. V. 6. Springer, Dordrecht, 2012. P. 45–101. DOI: 10.1007/978-94-007-3886-7_2.
  43. Tishkov A., Belonovskay E., Smelansky I. et al. Temperate grasslands and shrublands of Russia // Encyclopedia of the World’s Biomes. V. 3. Elsevier, 2020. P. 725–749. DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.12457-1.
  44. Vasilchenko A. A. Hayfield mapping in the floodplain landscapes of Southern Russia based on multitemporal Sentinel-2 data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2023. V. 59. No. 10. P. 1474–1482. DOI: 10.1134/S000143382312023X.
  45. Zolotareva N. V., Podgaevskaya E. N. Current state of mountain steppes in Sverdlovsk oblast // Russian J. Ecology. 2012. V. 43. No. 5. P. 358–366. DOI: 10.1134/S1067413612050177.