Динамика сукцессий и тепловой режим тундровой растительности на участках пирогенного поражения в районе Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения

Основной причиной активизации опасных геокриологических процессов (ОГП), таких как термокарст, термоэрозия, морозное пучение, заболачивание, и т.д. является изменение условий теплообмена мерзлых грунтов с атмосферой, связанное, как правило, с трансформацией природных ландшафтов и нарушением естественного состояния коренных растительных покровов (РП). Уничтожение РП в результате механического сноса или пирогенных поражений приводит к деградации многолетнемерзлых пород, повышению их температуры и увеличению глубины сезонно-талого слоя, что, в свою очередь, при высокой льдистости грунтов или близкого залегания к поверхности пластовых льдов приводит к развитию ОГП.
Цель работы - характеристика темпов и времени восстановления тундрового РП, а также сроков стабилизации условий теплообмена мерзлых грунтов с атмосферой на участках пирогенного поражения растительности на основе ретроспективного анализа данных космической съемки. Рассмотрено влияние изменений альбедо и коэффициента излучения поверхности на радиационный баланс после пирогенного поражения тундрового РП. В работе использовались космические снимки летнего сезона со спутников серии Landsat за период с 1987 по 2014 гг. на район центральной части Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения, материалы наземных наблюдений, а также данные лабораторного спектрального анализа образцов РП. Для оценки были выбраны участки ненарушенного состояния с коренным РП и смежные с ними участки пирогенного поражения, прошедшего в разные годы. Характеристика процессов восстановления вторичных видов РП и теплового режима проводилась на основе альбедо (А), коэффициента излучения (LSE), индекса NDVI, характеризующего содержание хлорофилла в РП, индекса NBR, характеризующего степень заполнения РП, и температуры поверхности (LST). Для снижения погрешностей, связанных с калибровкой данных, состоянием атмосферы, а также межгодовыми различиями фенологических фаз и температуры воздуха, была проведена системная коррекция данных космической съемки. Оценка изменений состояния РП проводилась по изменениям средних значений и среднеквадратических отклонений (СКО) параметров в границах нарушенных участков относительно ненарушенных.
После пирогенного поражения коренной растительности (преимущественно ягельников) отмечается резкое падение значений индексов А, LSE, NDVI, NBR и, соответственно, повышение (на 7-10 град.К) значений параметра LST. Как показывают результаты анализа, при развитии на гарях вторичных видов РП (преимущественно злаковых, кустарников, мхов) скорость стабилизации параметров А, NDVI, NBR и LSE выше скорости стабилизации параметра LST, что может свидетельствовать о накоплении тепла в почве в начальный период. Показано, что для разных участков скорость стабилизации параметров может существенно отличаться. На нарушенных участках LST снижается до начальных значений приблизительно через 25-30 лет, однако из-за развития вторичных видов РП LST продолжает снижаться. Срок заполнения гарей вторичными видами РП, определяемый по изменению СКО индекса NBR, для тестируемого нарушенного участка составил приблизительно 18 лет.