Пространственно-временной анализ деградации растительности после крупных пожаров с использованием данных дистанционного зондирования Земли (на примере НП «Припятский»)

Национальный парк «Припятский» (далее – НП) был образован в 1996 г. и располагается на территории Житковичского, Петриковского и Лельчицкого районов Гомельской области путем преобразования Припятского государственного ландшафтно-гидрологического заповедника.
НП «Припятский» имеет международный статус Рамсарской территории (водно-болотного угодья международного значения). Также территория является важной для птиц (IBA BY036) и ключевой ботанической территорией (IPA) [1].
Учитывая экологическую значимость данной территории, актуальной задачей становится оценка природных пожаров, которые оказали существенное влияние на структуру и состояние растительного покрова.
По данным MCD64A1 на территории НП «Припятский» за период 2001-2020 гг. зафиксированы природные пожары на площади 13,4 тыс. га. Наибольшие выгоревшие площади выявлены в 2002 г. (4431,5 га), 2003 г. (2065,6 га), 2012 г. (2538,4 га), 2015 г. (2274,8 га), 2020 г. (1341,5 га) [2].
Площади пожаров постепенно снижаются, однако, в 2024 г. на территории лесного фонда Озеранского лесничества также было зарегистрировано возгорание, подтвержденные данные которых представлены на сайте НП «Припятский» [3]. Согласно официальным данным, опубликованным на сайте парка, основным фактором, способствовавшим возникновению пожара, является неосторожное обращение с огнем местного населения.
Лесные пожары обнаруживают при авиапатрулировании, осуществляемом на всей территории национального парка, а также работниками лесной охраны которые, совместно с сотрудниками МЧС ликвидируют возникшие пожары [2].
Данная проблема на территории парка стала актуальной темой исследования, в рамках которого применяются методы данных дистанционного зондирования Земли (далее – ДЗЗ), включая спектральный индексы и геоинформационные системы, позволяющие выявить пространственные характеристики нарушений и степень деградации растительного покрова.
Целью исследования является пространственно-временной анализ деградации растительного покрова, вызванной природными пожарами на территории НП «Припятский».
Для достижения цели были выявлены следующие задачи:
• выявить участки, подвергающиеся воздействию пожаров, на основе данных мультиспектральных изображений Sentinel-2, Landsat-8 и Landsat-7;
• оценить степень деградации растительности с применением спектральных индексов NDVI, NIR.
• проанализировать динамику восстановления растительного покрова в разные временные периоды (до пожара, сразу после, через 6-12 месяцев).
Таким образом, использование мультиспектральных спутниковых изображений Sentinel-2 , Landsat-8 и Landsat-7 было оценено состояние растительности до и после пожаров в период с 2014 по 2025 год.
Сравнительный анализ был выполнен на основе снимков, охватывающий периоды 2014-2016, 2019-2021, а также 2023-2025 годов, которые характеризуются наиболее масштабными пожарами на территории парка. Выбор этих временных интервалов обусловлен необходимостью оценки воздействия пожара на растительный покров и динамики его восстановления в постпожарный период.
Первый масштабный пожар произошел 15 июня 2015 года вблизи населенного пункта – д. Симоничи Лельчицкого района.
Сравнительный анализ NDVI-изображений, полученных 31 августа 2014 года и 27 июля 2015 г. (характеризуются низкой облачностью и оптимальными условиями для оценки состояния растительности), позволяет выявить масштабные изменения в состоянии растительного покрова. На снимке за 2014 г., наблюдаются высокие значения (от 0.9 до 1), характерные для густой и здоровой растительности. Доминирование зеленых тонов по всей территории указывает на устойчивое функционирование экосистемы и активную вегетацию, типичную для летнего сезона, кроме того, дополнительный анализ инфракрасного диапазона (NIR) подтверждает благоприятное состояние растительности, в то время как последующие изменения, зафиксированные в 2015 г., демонстрируют значительно низкие показатели (от -1 до 0.1) на северо-западе парка, а также участок в районе д. Симоничи, что отчетливо видно на снимке.
Восстановление растительности через год, 20 августа 2016 г. свидетельствует о практически полном восстановлении растительности в северо-западной части НП «Припятский», и частичном восстановлении в д. Симоничи (в диапазоне от 0.3 до 0.6), что указывает на начало процессов регенерации и повышении фотосинтетической активности.
Сравнительный анализ спутниковых изображений за 2019-2021 гг. выявил динамику изменений: за 2019 г. наблюдаются преимущественно высокие значения (от 0.7 до 0.9), что свидетельствует о стабильной растительности, и, полном восстановлении с 2016 г. по всей территории.
Снимок за 2020 г., полученный после масштабных пожаров в районе р. Припять 14 апреля, демонстрирует резкое снижение значений (-1 до 0.1) севернее д. Хлупин, что свидетельствует о нарушении экосистемных связей.
В 2021 г. происходит частичное восстановление, в некоторых частях значения достигают от 0.4 до 0.6. Признаками постепенного восстановления растительности в данном районе может служить именно увеличение высоких показателей NDVI, особенно в местах с благоприятными гидротермическоими условиями.
11 сентября 2024 г. произошел пожар на территории Озеранского лесничества, однако пожар был быстро ликвидирован, и, повреждение растительного покрова оказалось незначительным. По состоянию на 2023 и 2025 годы (август), согласно результатам анализа спутниковых данных, растительный покров характеризуется высоким экологическим состоянием (0.7-0.9) .
Крупные участки пожаров в последние годы наблюдаются по периферии национального парка, что вызывает необходимость усиления противопожарного обустройства и мониторинга на окраинам территории [2].
В результате проведенных исследований: сравнительного анализа за период 2014-2025 гг., можно сделать вывод о высокой чувствительности растительного покрова НП «Припятский» к воздействию пожаров, особенно в 2015 и 2020 гг.
Восстановление растительности в поспожарный период проявляется в постепенном увеличении NDVI показателей, достигающих с -1 до 0.4-0.6 уже через год после масштабного пожара.
В целом, результаты анализа демонстрируют способность экосистем к восстановлению при условии современного реагирования на пожароопасные ситуации и наличии природных факторов, способствующих регенерации.