Анализ динамики изменения состояния кедровых лесов по данным со спутников Landsat (на примере особых охраняемых природных территорий Томской области)

Кедровники являются ценными хозяйственными объектами из-за декоративности, долговечности, высокой пищевой ценности орехов и продуктов их переработки и т.д. (Pasko O.A, Kovyazin V.F., 2014). Воздействие негативных антропогенных и природных факторов (загрязнение воздуха и почвы, пожары, нашествие насекомых-вредителей и т.д.) приводит к нарушению устойчивости и распаду насаждений, в том числе кедровых лесов (Pasko O.A, Baranоva A. V., 2015).
Для оценки жизнеспособности деревьев хвойных пород используют различные методы. Одними из наиболее удобных на практике являются биофизические методы ввиду их экспрессности, объективности, универсальности, точности измерения параметров, но они не позволяют оценивать состояние групп деревьев. Количественно характеризовать отклик растительных сообществ на внешние воздействия и оценивать их многолетнюю динамику позволяют вегетационные индексы, рассчитываемые на основе спутниковых данных (Токарева О.С., Полищук Ю.М., 2014). В данной работе приведены результаты оценки состояния припоселковых кедровников на основе значений известного вегетационного индекса NDVI.
Исследования проводились на территории восьми припоселковых кедровников в Томской области, являющихся особыми охраняемыми природными территориями и имеющими близкие таксационные характеристики (Дебков Н.М., 2014) Для расчета средних значений NDVI в границах каждого кедровника использовали космические снимки среднего пространственного разрешения (30 м) со спутников Landsat 5, 7 и 8. Были выбраны снимки с близкими датами съемки в конце августа-начале октября, когда прекращается рост и развитие деревьев (Бех И.А., С.А. Кривец, Бисирова Э.М., 2009).
Для анализа полученных результатов значения NDVI для каждого кедровника были представлены в виде графиков, отражающих изменения NDVI по годам за период с 2002 по 2015 г., с нанесенными линиями трендов. Установлено, что графики, отражающие изменение значений NDVI, имеют циклический характер приблизительно с четырехлетним периодом. Наличие циклов может быть обусловлено цикличностью в образовании шишек, имеющих другой спектральный отклик по сравнению с хвоей и снижающих значения NDVI. Значения экстремумов каждого графика были обусловлены плотностью лесных массивов (так, для Протопоповского кедровника характерна значительная доля участков, свободных от кедровых деревьев). Тренды составили совокупность практически параллельных прямых, кроме трендов для Аксеновского и Петровского кедровников, имеющих больший угол наклона. Как показал корреляционный анализ, только для этих двух кедровников имеется сильная отрицательная корреляция значений NDVI и средней температуры за вегетационный период. Их повышенная чувствительность, вероятно, обусловлена наличием стрессовых факторов (повреждение насекомыми вредителями, поражение болезнями и т.п.). Корреляция между значениями NDVI и средними значениями количества осадков за вегетационный период не выявлена.
Литература
1. Бех И.А., С.А. Кривец, Бисирова Э.М. Кедр – жемчужина Сибири. Томск: Изд-во «Печатная мануфактура». 2009. 50 с.
2. Дебков Н.М. Припоселковые кедровники юга Западно-Сибирской равнины: история и современное состояние, рекомендации по устойчивому управлению. М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF). 2014. 52 c.
3. Токарева О.С., Полищук Ю.М. Сравнительный анализ результатов дистанционного определения вегетационных индексов и данных биоиндикационных исследований в задачах экологического мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2013. Т. 10. № 2. С. 81-87.
4. Pasko O.A, Baranоva A.V. Fоrest fire situatiоn analysis оver fоrest reserve land in Tоmsk petrоleum prоvinсe //IОP Соnferenсe Series: Earth and Envirоnmental Sсienсe. 2015. Vоl. 24. 012022. – URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/24/1/012022 (Дата обращения 15.09.2016).
5. Pasko O.A, Kovyazin V.F. Taxation indices of forest stand as the basis for cadastral valuation of forestlands // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2014. Vol. 21. 012026. – URL: http://iopscience.iop.org/1755-1315/21/1/012026 (Дата обращения 15.09.2016).