Анализ динамики растительности арктических островов с применением многозональных спутниковых снимков

Активно происходящий процесс бореализации тундровой флоры в пределах европейской Арктики, отмеченный в последние десятилетия, свидетельствует о том, что растительный покров достаточно быстро реагирует на потепление климата и может служить индикатором климатических изменений.
Для понимания значимости процессов динамики растительности для биоты арктических островов следует учитывать, что состояние растительного покрова является основой целостности биотопов всех представителей животного мира – птиц, млекопитающих и беспозвоночных. Любые изменения растительного покрова арктических экосистем неизбежно ведут к изменениям в распределении биотопов животных, перераспределению (а зачастую и к исчезновению) их кормовых и гнездовых площадей. В связи с этим, вопросы динамики растительности Арктики являются ключом к пониманию динамики численности многих видов птиц и млекопитающих высоких широт.
Вегетационный индекс NDVI отражает интенсивность накопления растениями зеленой массы, характеризуется высокой чувствительностью к изменениям в растительном покрове и широко используется для оценки сезонной и межгодовой динамики растительности.
Оценку динамики зеленой массы на арктическом острове Вайгач провели для ключевого участка 10 на 20 км, на котором представлены все типы растительных сообществ. Сравнительный анализ NDVI по 25 снимкам спутников Landsat 4-7 за периоды вегетации с 1984 по 2009 позволил выявить следующие тенденции:
1. Сравнительный анализ динамики NDVI в течение вегетационного периода показал, что к 2006-2009 гг., по сравнению с 1984-86 гг., произошёл сдвиг накопления максимальной биомассы растительными сообществами (максимума или пика вегетации) с июля – начала августа на вторую половину августа.
Так, анализ снимков за десятилетие конца прошлого века (1984-1993 гг.) показал, что максимум вегетации на острове Вайгач приходился на середину – вторую половину июля, тогда как в середине – второй половине августа общий показатель NDVI для ключевого участка существенно снижался, что обусловлено более ранними сроками окончания вегетации и усыханием зеленых частей растений.
Вторая серия снимков, по которым был проведен расчет индекса NDVI, охватывает вегетационные периоды конца первого десятилетия 21 века (с 2006 по 2009 гг.). Максимум вегетации в этот временной промежуток приходится уже на вторую половину августа, когда отмечаются наиболее высокие показатели NDVI в пределах всего участка.
2. Анализ снимков позволяет сделать вывод, что общая продолжительность активной вегетации в 2006-2009 гг., по сравнению с 1984-86 гг., увеличилась примерно на 2 недели. Об этом свидетельствует сохранение NDVI от 0.4 и выше на снимках 2006-2009 гг. до конца августа, тогда как на снимках 1984-86 гг. к концу августа значения NDVI замет-но снижались.
3. Наиболее важная тенденция, которая проявляется при анализе спутниковых снимков, – это достоверное увеличение значений NDVI на большинстве контуров в пределах ключевого участка за промежуток времени 20-25 лет.
Выявленная тенденция показывает, что за последние 20-25 лет произошло «позеленение» территории острова Вайгач за счет возрастания активности и продуктивности жизненных форм растений с зелеными надземными частями – трав, кустарничков и кустарников. Учитывая, что ключевой участок охватывает большинство типов сообществ, встречающихся на острове Вайгач, на наш взгляд, данную тенденцию можно экстраполировать на большую часть территории всего острова.
Подавляющее большинство изменений, отмеченных нами, в наибольшей степени характерны для луговых и ивняковых сообществ, тогда как для арктических тундр и группировок растительности, приуроченных к верхним участкам скальных и каменистых обнажений эта тенденция проявляется слабо.