Многолетние тренды изменений состояния пустынной растительности Приаралья и Прибалхашья в Казахстане по данным NDVI MODIS (2000-2022 гг.)

Изменение климата и вызванные этим изменения состояния окружающей среды представляют собой постоянно присутствующий в природе фактор. Скорости изменений климатических параметров варьируются в разные эпохи, что создает квазирежимы, типа малого климатического оптимума (8-13 век) или малого ледникового периода (15-19 век). В настоящее время наблюдается активный рост концентрации парниковых газов и в первую очередь двуокиси углерода. Это связывается климатологами с ростом приземной температуры. Также имеют место некоторые трансформации глобальных атмосферных переносов и вероятно океанических течений. В локальных местах континента Евразии многолетние, индуцированные изменением климата, трансформации значений погодных параметров имеют разную значимость. Наиболее значительные изменения можно ожидать на территориях с маргинальными природными условиями, когда незначительные в абсолютных значениях изменения климата могут сопровождаться существенными, инструментально регистрируемыми изменениями территориальных характеристик. В этом смысле интересны территории полупустынь и пустынь, которые очень чувствительные к любым изменениям погодных характеристик. В настоящее время природоресурсные спутниковые системы формируют весьма детальную открытую базу спектральных характеристик подстилающей поверхности в различных диапазонах спектра, что позволяет диагностировать состояния территориальных природных комплексов. Наиболее надежные данные о многолетних (климатических) изменениях территориальных комплексов можно получать в рамках однородных спутниковых наблюдений с помощью хорошо изученных дистанционных параметров, достоверно описывающих некоторые характеристики подстилающей поверхности. Таким условиям неплохо удовлетворяют данные сканера MODIS (2000-2022 гг.) с пространственным разрешением 250 м и параметр NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), оценивающий листовое покрытие растительного покрова. В данном исследовании были рассмотрены многолетние тренды (2000-2022 гг.) состояния растительности (NDVI) Приаральских и Прибалхашских пустынь и полупустынь, расположенных на территории Казахстана. На месячных временных отрезках начиная с марта по ноябрь (9 серий) формировались соответствующие сезонные максимумы. Полученные в системе Google Earth Engine наборы временных отчетов значений NDVI (MOD13A1, MYD13A1) анализировались с помощью теста Манна-Кендалла (Trend Test MannKendall) на предмет направленности тренда (восходящий – нисходящий) и его значимости, порог (p=0.95). Оценки давались для каждой пиксельной позиции матрицы с периодом 250 м, покрывающей исследуемый район, (10881х3435 пикселей). В результате было получено, что доминирующим, достоверным трендом для существенной части пустынных территорий является прогресс растительности. В пределах речных долин и горных территорий доминирующий тренд отсутствовал. Сопоставление тренда состояния растительности с многолетними данными метеорологических станций рассмотренных территорий по параметрам - температура воздуха и осадки, не выявило тесной связи. Различные территории имели разнонаправленные, слабовыраженные тренды по температурам воздуха и осадкам в отдельные месяцы. Объективная трактовка причин наблюдаемого эффекта затруднена недостатком информации. Остаются неизвестными изменения состояния пустынных пастбищ в период 2000-2022 гг. как следствия нагрузки агропасторализма и естественного фона от диких животных. Если предположить отсутствие тренда в данном компоненте окружающей среды, тогда основными действующими параметрами можно назвать: осадки; температуру и влажность приземного воздуха; а также эффективность ассимиляции влаги растительным покровом. Осадки и температура воздуха, согласно данным метеорологических станций, не имели выраженного доминирующего тренда. Присутствует только однородный фактор роста концентрации CO2, примерно с 370 (2000 год) до 420 (2022 год) частей на миллион в период мониторинга. Как показывают опубликованные ранее научные работы, рост содержания СО2 в воздухе благотворно влияет на состояние растений. Наиболее сильный положительный эффект наблюдается в аридных условиях, когда рост СО2 способствует более быстрому формированию и структурному развитию листовых пластин, что помогает успешно адаптироваться к дефициту влаги в воздухе. Данный эффект, на ряду с другими, безусловно присутствует в анализируемых процессах, но оценить значимость каждого из них не представляется возможным. Работа поддержана в рамках грантового и программно-целевого финансирования комитета науки, министерства науки и высшего образования, Республики Казахстан, проекты АР14871126 и BR10965172.