Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 3. С. 179-194
Ретроспективный анализ динамики лесных гарей в Марий Эл по историческим и геопространственным данным
О.Н. Воробьев 1 , Э.А. Курбанов 1 , С.А. Лежнин 1 , Д.М. Дергунов 1 , Х. Бу 2 , Д.Д. Головков 1 , А.В. Елсукова 1 , Д.А. Примечаев 1 1 Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола, Россия
2 Вьетнамский национальный университет лесного хозяйства, Ханой, Вьетнам
Одобрена к печати: 03.03.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-3-179-194
Экстремальные засушливые периоды в европейской части России приводят к увеличению интенсивности и масштабов лесных пожаров, что влечёт серьёзные социально-экономические и экологические последствия. В данном исследовании представлена ретроспективная оценка динамики площадей гарей на примере Республики Марий Эл за 100-летний период после крупнейших пожаров 1921, 1972, 2010 и 2021 гг. Для тематического картографирования использовались временные ряды спутниковых данных Landsat и Sentinel. Основным методом выявления гарей стал расчёт индексов NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index — нормализованный разностный вегетационный индекс) и NBR (англ. Normalized Burn Ratio — нормализованный индекс гарей) до и после пожаров. Точность метода была верифицирована с помощью полевых данных на основе оценки последствий пожара. Высокие значения коэффициента Каппа (0,77 для 1972 г. и 0,79 для 2010 г.) подтвердили существенное соответствие классификации спутниковых данных натурным наблюдениям. Наложение векторных масок гарей разных лет позволило точно определить площади повторных возгораний. Анализ показал, что за столетний период более 80 тыс. га леса подвергались пожарам неоднократно. Особый интерес представляет пожар 2010 г., в ходе которого примерно треть повреждённых территорий пришлась на сосновые лесные культуры, сформировавшиеся на гарях 1972 г. Предложенная методика ретроспективного анализа гарей, основанная на изучении временных рядов спутниковых и архивных данных, открывает новые перспективы для исследований. Она позволяет не только точно оценивать масштабы и последствия лесных пожаров, но и выявлять зоны повышенного риска повторных возгораний.
Ключевые слова: лесные пожары, гари, временные ряды, Landsat, Sentinel, NDVI, NBR
Полный текстСписок литературы:
- Астафьева Н. М. Возможные причины горячего российского лета 2010 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 223–232.
- Барталев С. А., Ховратович Т. С., Елсаков В. В. Использование спутниковых изображений для оценки потерь углерода лесными экосистемами в результате вырубок // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Вып. 6. Т. 2. С. 343–351.
- Барталев С. А., Стыценко Ф. В., Хвостиков С. А., Лупян Е. А. Методология мониторинга и прогнозирования пирогенной гибели лесов на основе данных спутниковых наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 176–193. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-176-193.
- Воейков Е. В. Лесные пожары в Среднем Поволжье: забытая экологическая катастрофа Гражданской войны // Новый ист. вестн. 2020. № 4. С. 112–127.
- Володин Е. М. О природе некоторых сверхэкстремальных аномалий летней температуры // Анализ условий аномальной погоды на территории России летом 2010 г. / под ред. Н. П. Шакиной. М.: Триада, 2011. С. 48–57.
- Воробьев О. Н., Курбанов Э. А., Лежнин С. А., Полевщиков Ю. А., Демишева Е. Н. Методика выявления степени повреждения древостоев после пожаров 2010 года в Среднем Поволжье // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 217–229.
- Воробьёв О. Н., Курбанов Э. А., Полевщикова Ю. А., Лежнин С. А. Пространственно-временной анализ динамики лесного покрова в Среднем Поволжье по спутниковым данным / под общ. ред. Э. А. Курбанова. Йошкар-Ола: Поволжский гос. технолог. ун-т, 2019. 200 с.
- Демаков Ю. П. Структура и закономерности развития лесов Республики Марий Эл: моногр. Йошкар-Ола: Поволжский гос. технолог. ун-т, 2018. 432 с.
- Демаков Ю. П., Смыков А. Е., Денисов С. А. Пространственная структура лесного фонда Республики Марий Эл // Вестн. Поволжского гос. технолог. ун-та. Сер. «Лес. Экология. Природопользование». 2008. Т. 2. № 1. С. 3–18.
- Денисов С. А., Конюхова Т. А., Рачкова Т. С. Управление лесовосстановлением на гарях // Вестн. Поволжского гос. технолог. ун-та. Сер. «Лес. Экология. Природопользование». 2015. Т. 27. № 3. С. 5–14.
- Денисов С. А., Домрачева З. Н., Мотова К. А. и др. Влияние пожара в сосняке брусничном на всхожесть и качественные особенности семян сосны // Вестн. Поволжского гос. технолог. ун-та. Сер. «Лес. Экология. Природопользование». 2022. Т. 54. № 1. С. 26–39. DOI: 10.25686/2306-2827.2022.2.26.
- Ежегодный доклад о состоянии окружающей среды Республики Марий Эл за 2009 год. Министерство сельского хозяйства, продовольствия и природопользования Республики Марий Эл. Департамент экологической безопасности, природопользования и защиты населения Республики Марий Эл. Йошкар-Ола, 2010. 190 с.
- Елсаков В. В. Анализ сходимости временных серий спутниковых съёмок различного пространственного разрешения для региона Большеземельской тундры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 1. С. 148–161. DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-1-148-161.
- Золотокрылин А. Н., Титкова Т. Б., Черенкова Е. А., Виноградова В. В. Сравнительные исследования засух 2010 и 2012 гг. на европейской территории России по метеорологическим и MODIS данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 246–253.
- Калинин К. К. Крупные лесные пожары в лесном среднем Заволжье и система лесохозяйственных мероприятий по ликвидации их последствий. Йошкар-Ола: Поволжский гос. технолог. ун-т, 2012. 364 с.
- 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.
- Кедров Н. И. Очерк лесов Казанского края. Казань: изд. Средне-Волжского Областопа, 1923. 121 с.
- Курбанов Э. А., Воробьев О. Н., Лежнин С. А., Губаев А. В., Полевщикова Ю. А. Тематическое картирование растительного покрова по спутниковым снимкам: валидация и оценка точности: моногр. Йошкар-Ола: Поволжский гос. технолог. ун-т, 2015. 131 с.
- Курбанов Э. А., Воробьев О. Н., Лежнин С. А. База данных ГИС CSFM@RS-LC растительного покрова Среднего Поволжья. Свидетельство о гос. регистрации базы данных № 2020622163. Рег. 05.11.2020.
- Лозин Д. В., Лупян Е. А., Балашов И. В., Барталев С. А. Оценка гибели северных лесов от пожаров в XXI веке на основе анализа данных прибора MODIS об интенсивности горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 292–301. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-292-301.
- Мелехов И. С. Влияние пожаров на лес. М.-Л.: Гослестехиздат, 1948. 126 с.
- Методика оценки последствий лесных пожаров // Сб. методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС (кн. 2). М.: МЧС России, 1994. С. 43–60.
- 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.
- Постановление Правительства Республики Марий Эл от 18 марта 2011 г. № 80 «О республиканской целевой программе «Лесовосстановление гарей 2010 года на 2011–2016 годы».
- Проблемы ликвидации последствий лесных пожаров 1972 г. в Марийской АССР. Йошкар-Ола: Марийское книжное изд-во, 1976. 143 с.
- Раевский Б. В., Тарасенко В. В., Петров Н. В. Оценка современного состояния и динамики растительных сообществ Онежского полуострова по разновременным спутниковым снимкам Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 145–155. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-5-145-155.
- Романов Е. М. Воспроизводство лесов в новой стратегии перехода к устойчивому развитию лесного сектора России // Вестн. Поволжского гос. технолог. ун-та. Сер. «Лес. Экология. Природопользование». 2021. Т. 49. № 1. С. 5–22. DOI: 10.25686/2306-2827.2021.1.5.
- Терехин Э. А. Оценка нарушенности лесных экосистем юго-запада Среднерусской возвышенности с применением материалов космических съемок // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 112–124. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-112-124.
- Терехов А. Г., Сагатдинова Г. Н., Мухамедиев Р. И. и др. Перспективы использования псевдоцветных композитов при анализе многолетних временных рядов спутниковых данных в задаче оценки состояния растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 6. С. 51–66. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-6-51-66.
- 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.
- Турецких И. А., Калинин К. К. Лесовосстановление гарей 1972 года в Республике Марий Эл // Лесное хоз-во. 1998. № 5. С. 23–24.
- Швецов Е. Г. Спутниковый мониторинг послепожарной динамики нормализованного индекса гарей в лесах юга Средней Сибири // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 4. С. 176–187. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-176-187.
- Altman J., Fibich P., Trotsiuk V., Altmanova N. Global pattern of forest disturbances and its shift under climate change // Science of the Total Environment. 2024. V. 915. Article 170117. 9 p. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.170117.
- Burrell A. L., Sun Q., Baxter R. et al. Climate change, fire return intervals and the growing risk of permanent forest loss in boreal Eurasia // Science of the Total Environment. 2022. V. 831. Article 154885. 16 p. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.154885.
- Cheng G., Huang Y., Li X. et al. Change detection methods for remote sensing in the last decade: A comprehensive review // Remote Sensing. 2024. V. 16. No. 13. Article 2355. 36 p. DOI: 10.3390/rs16132355.
- FAO, 2024. The state of the world’s forests 2024. Forest-sector innovations towards a more sustainable future. Rome: FAO, 2024. 122 p. DOI: 10.4060/cd1211en.
- IPCC, 2023. Climate change 2023: Synthesis report. Contribution of working groups I, II and III to the Sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Geneva, Switzerland: IPCC, 2023. 184 p. DOI: 10.59327/IPCC/AR6-978929169164.
- Key C. H., Benson N. C. Landscape assessment: Remote sensing of severity, the normalized burn ratio // FIREMON: Fire effects monitoring and inventory system. Fort Collins, CO, USA: USDA Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 2006. P. 305–325.
- Kurbanov E., Vorobev O., Lezhnin S. et al. Remote sensing of forest burnt area, burn severity, and post-fire recovery: A review // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 19. Article 4714. 35 p. DOI: 10.3390/rs14194714.