Связь показателей NDVI с величиной общей эмиссии углекислого газа из почвы и дыханием лесной подстилки в градиенте промышленного загрязнения

Работы проведены в ельниках-пихтарниках возле Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ), расположенного на Среднем Урале (подзона южной тайги). В районе действия завода хорошо выражены фоновая (на удалении 20–33 км от завода), буферная (4–10 км) и импактная (1–3 км) зоны, характеризующие последовательные стадии техногенной дигрессии лесных экосистем.
Выбрали 10 участков на удалении от 1 до 33 км к западу от завода. На каждом участке было заложено по 3 пробные площади (ПП) (25×25 м2) в сходных ландшафтных и почвенно-растительных условиях (отстоят на 50–200 м друг от друга).
Дыхание почвы измеряли полевым респирометром Li-8100A (Li-Cor biosciences, США) 8-11 июля 2013 г. На каждой ПП эмиссию CO2 определяли в 10 случайно выбранных точках (точки отстоят не менее чем на 5 м друг от друга). Всего выполнено 300 измерений на 30 пробных площадях.
Для разделения общей эмиссии на эмиссию из лесной подстилки и минеральных горизонтов почвы использовали оригинальную методику (Сморкалов, 2013). Измерение дыхания подстилки проводили в тех же точках, что и измерение общей эмиссии СО2.
Для расчетов NDVI использовали снимок со спутника Landsat 7/ETM+ от 6 июля 2013 г. с пространственным разрешением 30 м .Обработку снимка проводили в программе QGIS v. 2.6.0 с использованием плагина «Point Samling Tool». Значение индекса на снимке определяли по GPS-координатам центра каждой ПП. Всего получено 30 значений NDVI.
В качестве оценки уровня загрязнения использовали содержание меди в лесной подстилке (Сморкалов, Воробейчик, 2011).
Значения NDVI колебались от 0.24 до 0.47, не перекрывались между зонами нагрузки и показали значимую отрицательную корреляцию с содержанием меди в подстилке (r Спирмена = -0.82, p<0.01). NDVI значимо (p<0.01) коррелировал с величиной общей эмиссии CO2 (r=0.53) и дыханием минеральных горизонтов (r=0.65) и не коррелировал с интенсивностью дыхания подстилки (r=0.12).
Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований УрО РАН (проект №15-12-4-27).