Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 23, 2026
Номер 1 Номер 2 Номер 3
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
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. 2026. Т. 23. № 3. С. 223-238

Метод картографирования степени деградации равнинных степных и пустынных кормовых угодий на основе многолетних рядов данных дистанционного зондирования

С.С. Шинкаренко 1 , С.А. Барталев 1 , В.А. Егоров 1 , С.А. Хвостиков 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 24.03.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-3-223-238
Предложен метод широкомасштабного картографирования степени деградации зональной растительности степного и пустынного биомов на основе расчёта отклонения значений вегетационного индекса NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index) по данным спутниковой системы MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) от зональной нормы. Для вычисления отклонения от нормы в окрестностях каждого пикселя определяются значения 95-го и 5-го перцентилей максимальных годовых NDVI за весь период наблюдений, который превышает 20 лет. Ключевой особенностью данного подхода выступает использование карт наземных экосистем ИКИ РАН, на которых разделена зональная степная и пустынная растительность и интразональные луга. Это даёт возможность рассчитывать отношение к норме раздельно для зональных и интразональных кормовых угодий. Отношение к норме вычисляется как частное от деления разницы текущего максимального годового значения NDVI и 5-го перцентиля в окрестности на разницу 95-го и 5-го перцентилей, выраженное в процентах. Расчёт линейно взвешенного скользящего среднего с окном длиной пять лет позволяет сгладить временной ряд и исключить возможность переходов из крайних степеней деградации. На примере критериев деградации по отношению проективного покрытия к зональной норме согласно ГОСТ Р 70526-2022 «Мелиорация земель. Почвы. Оценка степени деградации» вычислены степени деградации для зональной растительности равнинных степного и пустынного биомов страны. Сопоставление полученных оценок с многолетней динамикой NDVI, долей открытых песков и других лишённых растительности участков в пикселях MODIS с разной степенью деградации на примере Прикаспийского пустынно-степного биома продемонстрировало адекватность предложенного метода. Всего на 2024 г. в степном и пустынном биомах страны зафиксировано 13,6 млн га зональной растительности сильной степени деградации и 0,44 млн га — очень сильной, что суммарно составляет около 30 % площади всей степной и пустынной растительности. Перспективы дальнейшего развития метода предполагают оценку показателей проективного покрытия и фитомассы растительности при получении необходимого для калибровки результатов спутниковых измерений набора опорных данных.
Ключевые слова: степи, пустыни, опустынивание, 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. Биарсланов А. Б., Шинкаренко С. С., Гаджиев И. Р. Картографирование и анализ сезонной динамики площадей опустынивания на севере Дагестана по ежемесячным композитам Sentinel-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 1. С. 160–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-160-175.
  3. Биоразнообразие биомов России. Равнинные биомы / под ред. Г. Н. Огуреевой. М.: ФГБУ «ИГКЭ», 2020. 623 с.
  4. Брейдо М. Д., Жирин В. М., Барталев С. А., Бахтинова Е. В. Определение некоторых характеристик кормовых ресурсов пустынных пастбищ по аэрокосмической информации // Исслед. Земли из космоса. 1989. № 3. С. 66–76.
  5. Виноградов Б. В. Основы ландшафтной экологии. М.: ГЕОС, 1998. 418 с.
  6. 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.
  7. Карта «Биомы России». 1:7 500 000 / гл. ред. Г. Н. Огуреева. М.: ООО «Финансовый и организационный консалтинг», 2015.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Рулев А. С., Канищев С. Н., Шинкаренко С. С. Анализ сезонной динамики NDVI естественной растительности Заволжья Волгоградской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. С. 113–123. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-20-113-123.
  12. Спивак Л. Ф., Витковская И. С., Терехов А. Г., Батырбаева М. Ж. Мониторинг долговременных изменений растительного покрова аридных и полуаридных зон Казахстана с использованием данных дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 163–169.
  13. Тельнова Н. О. Выявление и картографирование многолетних трендов NDVI для оценки вклада изменений климата в динамику биологической продуктивности агроэкосистем лесостепной и степной зон Северной Евразии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 97–107. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-97-107.
  14. Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н. Мониторинг подверженных опустыниванию земель Республики Калмыкия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 130–141. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-130-141.
  15. Трофимов И. А. Методологические основы аэрокосмического картографирования и мониторинга природных кормовых угодий. М.: Россельхозакадемия, 2001. 74 с.
  16. 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.
  17. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. (2024а) Анализ взаимосвязи структурных и спектрально-отражательных характеристик растительности аридных пастбищных ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 171–187. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-171-187.
  18. Шинкаренко С. С., Барталев С. А. (2024б) Пыльные бури на юге европейской части России осенью 2024 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 6. С. 375–382. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-375-382.
  19. 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.
  20. Шинкаренко С. С., Барталев С. А., Биарсланов А. Б., Полтарин В. С. (2025а) Метод картографирования сезонной динамики площадей открытых песков и дефлированных территорий на основе спутниковых данных высокого разрешения и машинного обучения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 3. С. 207–221. DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-3-207-221.
  21. Шинкаренко С. С., Барталев С. А., Сайгин И. А., Смелянский И. Э. (2025б) Уточнение занимаемых пустынями и степями территорий при спутниковом картографировании наземных экосистем России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 4. С. 218–235. DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-218-235.
  22. Шинкаренко С. С., Барталев С. А., Биарсланов А. Б. и др. Мониторинг сезонных и межгодовых изменений площади открытых песков и дефлированных пастбищ на юго-востоке европейской части России в 2019–2025 гг. по данным Sentinel-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 1. С. 365–372. DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-1-365-372.
  23. Dedova E. B., Goldvarg B. A., Tsagan-Mandzhiev N. L. Land degradation of the Republic of Kalmykia: Problems and reclamation methods // Arid Ecosystems. 2020. V. 10. No. 2. P. 140–147. DOI: 10.1134/S2079096120020043.
  24. Gao X., Liang W., Xu M. et al. A multi-scale risk assessment of grassland degradation based on vegetation dynamics: a case study in the Hulunbuir Grassland, China // Intern. J. Digital Earth. 2026. V. 19. No. 1. Article 2628375. DOI: 10.1080/17538947.2026.2628375.
  25. Gitelson A., Kogan F., Zakarin E. et al. Using AVHRR data for quantitative estimation of vegetation conditions: Calibration and validation // Advances in Space Research. 1998. V. 22. No. 5. P. 673–676. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)01129-0.
  26. Hou P., Wang Y., Qiu S. et al. Impacts of climate change and human activities on vegetation NDVI changes in henan province from 2000 to 2020 // Frontier in Environmental Science. 2025. V. 13. Article 1682187. DOI: 10.3389/fenvs.2025.1682187.
  27. Khoroshev A. V., Kalmykova O. G., Dusaeva G. Kh. Evaluation of the normalized differential vegetation index as a source of information on aboveground phytomass in steppes // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2023. V. 59. No. 9. P. 1166–1179. DOI: 10.1134/s0001433823090116.
  28. Li J., Liang W., Xu M. et al. Threshold extraction and early warning of key ecological factors for grassland degradation risk // Remote Sensing. 2025. V. 17. No. 17. Article 3098. DOI: 10.3390/rs17173098.
  29. 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.
  30. Miao Z., Chen J., Wang C. et al. Global dynamics of grassland FVC and LST and spatial distribution of their correlation (2001–2022) // Plants. 2025. V. 14. Article 439. DOI: 10.3390/plants14030439.
  31. 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.
  32. 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.
  33. 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.
  34. 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.
  35. 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. Plant and Vegetation. V. 6. Dordrecht: Springer, 2012. P. 45–101. DOI: 10.1007/978-94-007-3886-7_2.
  36. Tishkov A., Belonovskay E., Smelansky I. et al. Temperate grasslands and shrublands of Russia // Encyclopedia of the World’s Biomes. 2020. V. 3. P. 725–749. DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.12457-1.
  37. Tyutyuma N. V., Bulakhtina G. K., Tyutyuma N. A. Anthropogenic factors of desertification of arid territories of the Astrakhan region // Arid Ecosystems. 2023. V. 13. No. 1. P. 45–49. DOI: 10.1134/S207909612301016X.
  38. Wang Z., Ma Y., Zhang Y., Shang J. Review of remote sensing applications in grassland monitoring // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 12. Article 2903. DOI: 10.3390/rs14122903.
  39. Xing L., Jin D., Shen C. et al. Integrated remote sensing evaluation of grassland degradation using multi-criteria GDCI in Ili Prefecture, Xinjiang, China // Land. 2025. V. 14. Article 1592. DOI: 10.3390/land14081592.
  40. Yan Z., Sun B., Gao Z. et al. Unveiling grassland dynamics: trends and drivers of degradation and improvement in the Eurasian Steppe since 2000 // GIScience and Remote Sensing. 2024. V. 61. Article 2430638. DOI: 10.1080/15481603.2024.2430638.
  41. Yang F., Wang Z., Zhai Y. et al. Monitoring vegetation dynamics in desertification restoration areas of Wuzhumuqin grassland ecosystem // Applied Sciences. 2025. V. 15. Article 6855. DOI: 10.3390/app15126855.
  42. Yuferev V. G., Silova V. A., Tkachenko N. A. Remote monitoring of desertification in Kalmykia // Arid Ecosystems. 2023. V. 13. No. 1. P. 39–44. DOI: 10.1134/S2079096123010171.
  43. Zhang H., Liao Z., Yao J. et al. Response of reduced grassland degradation index to climate change in China // Agronomy. 2024. V. 14. Article 1554. DOI: 10.3390/agronomy14071554.