Мониторинг озер и солончаков на территории юга Западной Сибири с использованием космических снимков среднего и мелкого пространственного разрешения

Природно-территориальные комплексы (ПТК) лесостепной и степной зон Западной Сибири (ЗС) интенсивно используются в сельском хозяйстве, поэтому играют важную роль в жизнеобеспечении местного населения. В условиях глобальных изменений климата и интенсивной эксплуатации земель в структуре локальных ПТК происходят процессы, требующие изучения и оценки возникающих модификаций. В лесостепной и степной зонах результатом климатических изменений являются трансформация режима речной сети и уменьшение акваторий озёр, а также пространственная перестройка засолённых комплексов. Цель нашей работы − количественная оценка пространственно-временной динамики акваторий озёр и ареалов солончаков в южной части Западной Сибири на основе ДДЗЗ с использованием ГИС.
Исследования проводились на юге Западной Сибири в пределах Кулундинской равнины. Особенностью региона является широкое распространение озёр. Отличительной гидрографической чертой является малая глубина озёрных котловин в целом и их подводной части. Согласно литературным данным [1, 2], площадь акваторий озёр зависит от климатического увлажнения территории. Немногочисленные литературные данные свидетельствуют о значительных колебаниях уровня воды в озёрах в течение последних 100-200 лет, вплоть до полного их высыхания [3, 4]. На дне озер, обнажающихся после испарения воды, происходит формирование солончаков. В результате площадь, занимаемая солончаками, увеличивается, и, соответственно, меняется соотношение между отдельными ПТК. Начальный этап изучения структуры и динамики локальных ПТК озёрных котловин включал наземные наблюдения, проводимые в 2001-2008 годах на ключевом участке площадью около 200 га, расположенном в одной из котловин. На основании результатов наземных наблюдений была разработана схема изменений структуры ПТК в результате высыхания озера. Далее проводилась количественная оценка проходящих изменений за пределами ключевого участка. Для экстраполяции результатов наземных наблюдений на прилегающие к ключевому участку территории и дальнейшего мониторинга локальных ПТК были использованы ДДЗЗ и геоинформационные технологии для их обработки и анализа [5]. Основным методом изучения пространственно-временной динамики было картографирование эталонного полигона на основе ДДЗЗ с использованием геоинформационных систем (ГИС). Для оценки происходящих изменений проводилось сравнение местоположений и площадей акватории озёр и ареалов солончаков в разные годы и интервалы времени.
В настоящее время отмечается существенный недостаток информации о количественных аспектах пространственно-временной динамики этих объектов на фоне современных изменений климатических условий. В связи с этим для мониторинга крупных территорий перспективным является использование космических снимков мелкого пространственного разрешения MODIS. Их преимуществом является большой охват территории, высокое временное разрешение, большое количество продуктов предоставляемых как в режиме реального времени, так и в ближайшие дни после съемки. В настоящее время в оперативном режиме доступны все продукты MODIS уровня обработки вплоть до уровня L2G и L3 для платформ Terra и Aqua [6].
Однако размеры некоторых ПТК составляют всего несколько сотен метров, что затрудняет из диагностику на снимках мелкого пространственного разрешения. Кроме того, солончаки за счет большой яркости вносят больший вклад в пиксель снимка мелкого разрешения, что может приводить к завышению общей площади солончаков. Для этого целесообразно на эталонные участки использовать снимки среднего пространственного разрешения, такие как Landsat и SPOT. Эти данные позволяют более точно установить площадное соотношение солончаков, озер и растительности на исследуемой территории и при необходимости скорректировать результаты, полученные для всей территории, по снимкам мелкого пространственного разрешения.

1.Шнитников А. В. Озёра Западной Сибири и Северного Казахстана и многовековая изменчивость увлажнённости степей / Тр. лаб. озёроведения АН СССР, т. 5, 1957. – 112 с.
2.Абрамович Д.И. Воды Кулундинской степи. – Новосибирск: Изд-во Сиб. отд. АН СССР, 1960. – 214 с.
3.Ядринцев Н.М. Уменьшение вод в Арало-Каспийской низменности в пределах Западной Сибири по картографическим исследованиям за 100 лет / Изв. РГО, т. XXII, вып.1, 1886. – С. 53-62.
4.Шнитников А.В. Внутривековые колебания уровня степных озёр Западной Сибири и Северного Казахстана и их зависимость от климата / Тр. лаб. озёроведения АН С ССР, т.1, 1950. – 185 с.
5.Зольников И.Д., Глушкова Н.В., Лямина В.А., Смоленцева Е.Н., Королюк А.Ю., Безуглова Н.Н., Зинченко Г.С., Пузанов А.В. Индикация динамики природно-территориальных комплексов юга Западной Сибири в связи с изменениями климата // География и природные ресурсы. 2011. №2. - С. 155-160.
6.http://www.esemc.nsc.ru/