При освоении арктических территорий важная роль отводится изучению и прогнозированию состояния криогенных ландшафтов в условиях изменения климата. Общие выводы о деградации мерзлоты не могут в полной мере характеризовать изменения на региональном и локальном уровне, поскольку направленность и темпы трансформации ландшафтов зависят от многих факторов, в том числе от особенностей самой территории. К наиболее значимым факторам влияния относятся расчлененность рельефа местности и типы ландшафта, отличающиеся видами напочвенного растительного покрова (НРП) и свойствами почвы, в первую очередь ее влажностью. Деградация мерзлоты и изменение глубины сезонно-талого слоя (СТС) могут сопровождаться изменениями состояния НРП и влажности поверхности, что может быть зарегистрировано по данным дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) (Raynolds, Walker, 2016; Clayton et al., 2021; Wenzl et al., 2024; Giese et al., 2025). Однако в настоящее время существует пробел в знаниях, касающихся применения данных ДЗЗ для выявления многолетних тенденций изменения фитоценотических свойств НРП и влажности почвы на разных формах рельефа, в частности на различных геоморфологических уровнях. Кроме того, практически отсутствуют сведения о возможности применения данных ДЗЗ для характеристики изменений глубины СТС, связанных с потеплением климата и антропогенным воздействием.
В настоящем исследовании на примере локального участка в районе метеорологической станции Марре-Сале (западное побережье п-ова Ямал) с использованием данных со спутников Landsat за период с 1985 по 2024 годы выявлены многолетние тренды изменения фитоценотических свойств НРП и влажности почвы на различных геоморфологических уровнях. Анализ проводился с использованием вегетационного индекса NDVI, индекса влажности поверхности NDWI, а также температурно-вегетационного индекса WI (Wet Index) (Корниенко, Елсаков, 2024), характеризующего влажность НРП и почвы в корневой зоне (Sadeghi et al., 2017) до глубины проникновения суточных колебаний температуры. Впервые показано, что в связи с потеплением климата по мере повышения геоморфологических уровней от более влажной поймы до дренированной IV морской террасы постепенно повышаются уровни значимости трендов и темпы роста всех индексов. Данный факт свидетельствует о том, что растепление мерзлоты сопровождается более интенсивным ростом влажности почвы и фитоценозов на более дренированных (сухих) поверхностях и относительно стабильным их состоянием на участках переувлажненных грунтов. Результаты многолетних наблюдений in situ в районе геокриологического стационара Марре-Сале (Васильев и др., 2023) указывают на существенный рост глубины СТС на участках дренированных типов ландшафта и незначительное ее изменение на участках более высокой влажности грунтов. Сопоставление полученных трендов изменения индексов NDVI, NDWI и WI с результатами геокриологических наблюдений указывает на принципиальную возможность использования этих индексов в качестве индикаторов изменения глубины СТС. Полученные в данном исследовании результаты подтверждают сделанные ранее выводы (Liu et al., 2025; Pastick et al., 2015; Iijima et al., 2010; Park et al., 2013) о положительной связи между тенденциями повышения индекса NDVI, влажности почвы и глубины СТС как следствие изменения климата. В районах строительства и функционирования объектов в криолитозоне предлагаемый метод анализа может быть использован для выявления и прогнозирования участков наиболее интенсивного изменения глубины СТС, обусловленного потеплением климата и/или антропогенным воздействием.
Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Повышение эффективности и экологической безопасности освоения ресурсов углеводородов шельфа и сопредельной суши арктических и субарктических регионов России в условиях меняющегося климата (№ 125020501403-7)».

Ключевые слова: влажность почвы, напочвенный растительный покров, потепление климата, сезонно-талый слой, температурно-вегетационный индекс, тренды, тундра, Landsat

Литература:

Васильев А.А., Облогов Г.Е., Широков Р.С. Долговременный мониторинг глубины сезонного протаивания пород в типичных тундрах западного Ямала // Криосфера Земли. 2023. Т. XXVII. № 4. С.3–13. DOI: 10.15372/KZ20230401.
Корниенко С.Г., Елсаков В.В. Оценка информативности температурно-вегетационного индекса как индикатора влажности напочвенного растительного покрова тундровой зоны // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 155–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-155-170.
Clayton L.K., Schaefer K., Battaglia M.J, Bourgeau-Chavez L., Chen J., Chen R.H, Chen A., Bakian-Dogaheh K., Grelik S., Jafarov E., Liu L., Michaelides R.J., Moghaddam M., Parsekian A.D., Rocha A.V., Schaefer S.R., Sullivan T., Tabatabaeenejad A., Wang K., Wilson C.J., Zebker H.A., Zhang T., Zhao Y. Active layer thickness as a function of soil water content // Environmental Research Letters. 2021. V. 16. 055028. DOI: 10.1088/1748-9326/abfa4c.
Giese L., Baumberger M., Ludwig M., Schneidereit H., Sánchez E., Robroek B.J.M., Lamentowicz M., Lehmann J.R.K., Hölzel N., Knorr K-H., Meyer H. Recent trends in moisture conditions across European peatlands // Remote Sensing Application: Society and Environment. 2025. V.37. 101385. DOI.org/10.1016/j.rsase.2024.101385.
Iijima Y., Fedorov A.N., Park H., Suzuki K., Yabuki H., Maximov T.C., Ohata T. Abrupt increases in soil temperatures following increased precipitation in a permafrost region, central Lena River basin, Russia // Permafrost and Periglacial Processes. 2010. V.21. P. 30–41. DOI.org/10.1002/ppp.662.
LiuY., Wu X., Wu T., Hu G., Zou D., Qiao Y., Wei X., Fan X., Yan X. Climate warming controls vegetation growth with increasing importance of permafrost degradation in the Northern hemisphere during 1982–2022 // Remote Sensing. 2025. V.17 (1). P. 104. DOI.org/10.3390/rs17010104.
Park H., Walsh J., Fedorov A.N., Sherstiukov A.B., Iijima Y., Ohata T., 2013. The influence of climate and hydrological variables on opposite anomaly in active-layer thickness between Eurasian and North American watersheds // The Cryosphere. 2013. V.7. P. 631–645. DOI.org/10.5194/tc-7-631-2013.
Pastick N.J., Jorgenson M.T., Wylie B.K., Nield S.J., Johnson K.D., Finley A.O. Distribution of near-surface permafrost in Alaska: Estimates of present and future conditions // Remote Sensing of Environment. 2025. V.168. P. 301–315. dx.doi.org/10.1016/j.rse.2015.07.019.
Raynolds M.K., Walker, D.A. Increased wetness confounds Landsat-derived NDVI trends in the central Alaska North Slope region, 1985–2011 // Environmental Research Letters. 2016. V. 11. 085004. DOI:10.1088/1748-9326/11/8/085004.
Sadeghi M., Babaeian E., Tuller M., Jones S.B. The optical trapezoid model: A novel approach to remote sensing of soil moisture applied to Sentinel-2 and Landsat-8 observations // Remote Sensing of Environment. 2017. V.198. P. 52–68. DOI.org/10.1016/j.rse.2017.05.041.
Wenzl M., Baumhoer C.A., Dietz A.J., Kuenzer C., Vegetation changes in the Arctic: A review of earth observation applications // Remote Sensing. 2024. V.16. (23). 4509. DOI.org/10.3390/rs16234509.

Презентация доклада

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

386