Исследование воздействия луговых пожаров на растительный покров природных сообществ на основе изменения спектральных индексов NBR и NDVI

Природные пожары являются одним из ведущих факторов воздействия на природную среду. Изучению пожаров с применением данных дистанционного зондирования Земли уделяется большое внимание в научном сообществе по всему миру (French et al, 2008, Pacheco, 2021). Однако и в мире, и, в особенности, в России подавляющая часть данных работ посвящена изучению лесных пожаров. В то же время луговые пожары являются не менее важной проблемой, которая на данный момент изучена недостаточно.
Целью данной работы было исследование влияния луговых пожаров на изменение состояния растительных сообществ, в т.ч. на территории ООПТ, с использованием многовременных спутниковых снимков среднего пространственного разрешения Sentinel-2. Для подбора и анализа снимков использовалась облачная платформа Google Earth Engine.
В работе подробно изучались 9 пожаров, проходивших на территории 4 регионов юга Западной Сибири (Курганской, Новосибирской, Омской и Челябинской областей) в период с 2019 по 2021 год. Для каждого пожара были подобраны атмосферно-корректированные снимки на диапазон дат [1 года до пожара; 2 года после пожара] с маскированием облачности. На изучаемых пирогенно-трансформированных территориях было выделено по 10 квадратных площадок размером 350*350 метров. Аналогично было выделено по столько же площадок на примыкающей негоревшей территории. Для всех выделенных участков были рассчитаны значения нормализованного индекса гари (NBR) и вегетационного индекса (NDVI). Для изучения воздействия пожаров на состояние луговой растительности оценивалось изменение значений данных спектральных индексов, для учета собственной динамики состояния растительности сопоставлялись разности значений индексов для горевших и негоревших участков.
В результате статистического анализа вычисленных разностей значений индексов было обнаружено, что в целом уже через год после пожара нельзя выявить статистически значимые различия в растительном покрове горевших и негоревших участков по обоим спектральным индексам. При анализе отдельных регионов выяснилось, что в Омской и Новосибирской области наблюдается меньшая скорость восстановления растительного покрова на основе индекса NBR. Так, в Новосибирской области даже через два года после пожара наблюдаются статистически значимые различия в индексе NBR. С индексом NDVI ситуация обратная – в Челябинской области, расположенной западнее всех, последствия пожаров наблюдаются и через два года.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 22-27-00329 «Моделирование отклика луговых экосистем на пирогенное воздействие в контролируемых условиях»