Исследование влияния ГОК на основе NDVI

Было проведено исследование влияния изменения гидрогеологической обстановки на лесные и болотные сообщества. Исследование проведено в пределах расчетной воронки депрессии, возникающей вследствие откачки подземных вод. В качестве индикатора изменений растительности выбран индекс NDVI - нормализованный относительный индекс растительности. Один из самых распространенных и используемых индексов для решения задач, использующих количественные оценки растительного покрова.
Территория исследования находится в пределах Беломоро-Кулойского плато, в подзоне северной тайги. Преобладают здесь лишайниковые, брусничные и черничные типы леса, а также грядово-мочажинные сфагновые болота. Представленные экосистемы обладают высокой уязвимостью к антропогенному воздействию
На ГОК проводится откачка подземных вод с целью уменьшения водопритока в карьер. Мониторинг УГВ показывает появление воронки депрессии, начиная с 2006 года. Однако мониторинг растительности и почвенного покрова на учетных площадках показывает, что на данный момент запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы достаточны для растений, а влажность хвои находится на нормальном физиологическом уровне.
С целью проверки выводов полученных в результате точечных исследований было проведено сравнение снимков разных лет по показателю NDVI. Выбирались летние безоблачные снимки Landsat 5 и 7, и Sentinel 2, преимущественно за июль месяц. Сравнение снимков позволяет хорошо отследить изменения между годами. Погодичные изменения, такие как подтопление ряда участков вследствие погодных условий конкретного года или же наоборот осушение и угнетение растительных сообществ болотных угодий вследствие жарких и засушливых погодных условий хорошо видны при сравнении ежегодных однократных снимков. Однако отслеживание долговременных трендов при таком сравнении достаточно трудоемко.
Поэтому для решения задачи был выбран следующий метод:
- для каждого года по всем летним безоблачным снимкам Landsat 5 и Landsat 8 рассчитывался индекс NDVI;
- для каждого года составлялся композитный снимок с максимальным NDVI;
- для определения влияния воронки депрессии на состояние фитоценозов рассчитывался линейный тренд отклонений ежегодных летних значений NDVI от базового. За базовое значение индекса приняты значения NDVI в 2000-2001 вычисленные на основе снимков Landsat 7 летнего периода. Для расчета тренда использовался метод наименьших квадратов;
- переход от Landsat 5 и 7 к Landsat 8 осуществлялся на основе регрессионной зависимости (Roy et al. 2016).
Анализ показывает, что все территории, где отмечено последовательное уменьшение NDVI за 15 лет, связаны со сведением растительности при расширении ГОК, прокладке дорог и т.д. Улучшения состояния растительности связаны с демутацией растительных сообществ, подвергавшихся вырубкам, а также с первичными сукцессиями на некоторых объектах ГОК (например, на бортах руслоотводного канала).
На большей части исследуемой территории не наблюдается значимых изменений NDVI за 15 лет.
Исследование выполнено в рамках государственного задания.