Использование данных дистанционного зондирования для оценки влияния водоемов на окружающую природную среду (на примере района Рыбинского водохранилища)

Влияние крупных водоемов на метеорологический режим и растительность прибрежной полосы к настоящему времени разобраны довольно подробно в работах К.Н. Дьяконова, С.Л. Вендрова и др. В тоже время недостаточно изучены вопросы использования данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), для исследования воздействия водохранилищ на природную среду и оценки зависимостей различных параметров. В этой связи были поставлены следующие задачи:
1) Оценить влияния различных факторов на продуктивность и развитие растительного покрова в окрестностях Рыбинского водохранилища, используя совместные зависимости параметров.
2) Рассмотреть возможность использования технологий дистанционного зондирования применительно к изучению влияния крупных водоемов на прибрежную полосу, используя зависимости между различными параметрами природной среды на примере района Рыбинского водохранилища.
Вокруг Рыбинского водохранилища были выделены буферные зоны: первая 0-100 м (экотоная и прибрежная зона); вторая от 100 до 200 м (граница наиболее четкого колебания уровня почвенно-грунтовых вод); третья от 200 до 350 м (граница прямого влияния водохранилища); четвертая от 350 до 500 м (область сильного влияния подпора грунтовых вод); пятая от 500 до1000 м (приблизительная граница подпора грунтовых вод); шестая от 1 до 5 км (участок климатического влияния водохранилища).
В качестве параметров оценки района исследования были использованы следующие характеристики: вегетационный индекс NDVI, индекс стресса влажности – MSI, расстояние от водохранилища, высота рельефа, температура подстилающей поверхности, экспозиция относительно водохранилища.
Исходными данными являлись: сцены Landsat за период вегетации с марта по октябрь 2010-13 гг.; цифровая модель рельефа на основании радарной топографической съемки SRTM; материалы проекта Proba-V/MOD345 - карта лесного покрова России с пространственным разрешением 345 м, созданная на основе данных MODIS 2010 года (данный продукт, создан отделом технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН).
Достоверность сопряженности варьирования признаков оценивалась с помощью линейного коэффициента корреляции (r). На основании интегрированных растров шести показателей были составлены корреляционные матрицы зависимости параметров внутри тестовых зон Рыбинского водохранилища для разных типов экосистем.
Проведенный анализ пространственно-временного распределения коэффициентов корреляции позволяет сделать следующие выводы:
1) распределение r по месяцам подтверждает наличие связи между NDVI – MSI, MSI – температурой подстилающей поверхности, NDVI – высотой над уровнем моря, NDVI – расстоянием до водоема;
2) связь NDVI-расстояние от водохранилища имеет ярко выраженный пик в мае (r до 0,75);
3) очень хорошо прослеживается влияние водоема на прибрежную полосу в начале вегетации (апрель-май-июнь), а также в ее конце (сентябрь-октябрь);
4) согласно общей классификации корреляционных связей (по Ивантер Э.В., Коросову А.В., 1992), общее влияние водохранилища, оценённое при помощи классификации корреляционных связей для исследованных параметров, изменяется от очень слабого до сильного;
5) полученные результаты подтверждают возможность использования технологий дистанционного зондирования применительно к изучению влияния крупных водоемов на прибрежную полосу.