Дистанционная оценка трансформации ландшафтов дренированных озёрных котловин Большеземельской тундры

Термокарстовые озера занимают значительные площади в тундровой зоне европейского Севера, процессы дренирования в них происходят непрерывно под влиянием климатических и ландшафтных факторов(Кравцова, Быстрова, 2009). Озёрный дренаж обеспечивает благоприятные условия для формирования и быстрой экспансии растительного покрова на относительно теплых, влажных и плодородных грунтах (Loiko et al., 2020). Урочище Пятембой-Гладь находится в 80 км на северо-Запад от г. Воркута(Республика Коми). Территория урочища располагается в бассейне р. Большая Роговая(приток р. Уса). Здесь в 1970-80 гг. в рамках исследовательских и сельскохозяйственных программ на ключевом участке юго-востока Большеземельской тундры было осушено около 40 озёр общей площадью 1000 Га (Какунов, 1980), в результате чего сформировалась специфическая местность с высокой долей дренированных котловин. В связи с этим была поставлена следующая цель: определит ландшафтные изменения, произошедшие в контурах осушенных котловин на основе анализа данных дистанционного зондирования Земли.
Основой для анализа выбрали космические снимки Sentinel-2 и Landsat 4-5, 7 в мультиспектральном диапазоне. Для выполнения анализа использовано программное обеспечение QGIS ArcMap 9.1. Операции с числовыми значениями проведены в MS Excel 2016.
При сравнении космоснимков выявлено, что наибольший контраст как внутри дренированных котловин, так и между ними и окружающими ландшафтными разностями проявляется в осенний период при использовании комбинации каналов: красный (В04-Sentinel; B03-Landsat), ближний инфракрасный (В08-Sentinel; B04-Landsat) и коротковолновые (В11, В12-Sentinel; B05, B07-Landsat).
Анализ изменений площадей биогеоценозов внутри контуров осушенных котловин проведен по результатам классификации методом максимального подобия подготовленных для территории объекта исследования снимков 1985, 1997, 2013 и 2023 гг. Процедура классификации спутниковых изображений на основе полевых данных осуществлялась поэтапно: создание обучающих сигнатур, классификация растра по методу максимального правдодобия (каналы Red, NIR, SWIR2) и векторизация с площадными расчетами. Верификация проводилась с привлечением снимков высокого разрешения (<1 м) за 2013 и 2024 гг. и ландшафтных описаний за 1985, 1997, 2007 и 2017 гг. Результатом классификации явилась оценка динамики площадей фаций: крупнокустарниковой и луговой растительности, заболоченных геотопов и оголенных почв.
Результат классификации спутниковых снимков, через 35 лет после осушения доля фаций, занятых крупнокустарниковой растительностью, составила 40 %. При этом площадь, занимаемая луговой растительностью, сократилась вдвое: с 40 % в 1980-е годы до 20 % в настоящий момент. Начиная с 1980-х годов также наблюдалось значительное сокращение площадей оголенных почв, в особенности органо-минеральных. Доля супераквально-субаквальных фаций, в основном представленных луговой растительностью, снизилась с 35 % до ≤20 %. На этом фоне зафиксировано и уменьшение площади остаточных озер — с ~8 % до менее 4 %.
Исследование выполнено при поддержке темы государственного задания ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН № 125021902454-1 “Почвы и почвенные ресурсы Европейского Северо-Востока России в условиях современных климатических изменений, антропогенного пресса и социально-экономических вызовов”.