Карта послепожарной растительности Керженского заповедника
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.406Аннотация
Территория Заволжья неоднократно испытывала воздействие катастрофических лесных пожаров, последний из которых произошел в 2010 г. На территории Керженского заповедника с 2011 г. проводится мониторинг послепожарного восстановления растительности на постоянных пробных площадях, а в 2014 г. начаты работы по составлению карты растительного покрова на территорию, пройденную пожаром. Картографирование послепожарного состояния растительности сопряжено со значительными трудностями из-за динамичности и мозаичности контуров растительных сообществ. В связи с этим разработан подход, позволивший составить крупномасштабную (1:50 000) карту растительности на пострадавшую от пожара 2010 г. часть Керженского заповедника. В основу положено ежегодное полевое обследование ключевых участков и дешифрирование спутниковых снимков с последующим уточнением контуров. В работе использованы снимки Landsat-8 и Sentinel-2 для предварительного дешифрирования растительности и определения точек геоботанических описаний, а также снимки Spot-5 при составлении итоговой карты. Всего составлено более 600 геоботанических описаний, использовавшихся в качестве эталонов для дешифрирования. Установлено, что наибольшие площади на участке, пострадавшем от пожара, занимают сосновые травяные и кустарничково-травяные леса, представляющие «базовый» синтаксон при восстановлении лесов заповедника после пожаров. Среди нелесных сообществ заметную роль играют ассоциации с густым подростом берёзы – осоково-вейниковые и ландышево-вейниковые, а также молиниево-орляковые. Особое место в структуре растительного покрова занимают черноольховые леса, сохранившиеся после пожаров благодаря сравнительно высокой обводненности, и черноольховые заросли, распространяющиеся преимущественно по протяжённым понижениям. Пространственные метрики свидетельствуют о большом разнообразии выделов и высокой равномерности их распределения в пределах картографируемой территории, что может быть связано с воздействием пирогенного фактора. Структура легенды, разработанной для представленной карты, учитывает изменчивость послепожарного состояния растительности и может использоваться не только при уточнении карты, но и для картографирования иных территорий, испытавших пирогенное воздействие.
Ключевые слова:
дешифрирование, лесные пожары, Керженский заповедник, карта растительности, спутниковые снимки
Скачивания
Библиографические ссылки
Аверина, И. А. (2001). Пожары на территории Керженского заповедника. Труды Государственного природного биосферного заповедника «Керженский», 1, 404–414.
Александрова, В. Д. (1969). Классификация растительности. Обзор принципов классификации и классификационных систем в разных геоботанических школах. Л.: Наука.
Барталев, С. А., Егоров, В. А., Ефремов, В. Ю., Лупян, Е. А., Стыценко, Ф. В., Флитман, Е. В. (2012). Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 9 (2), 9–26.
Громыко, М. Н. и Смирнова, Е. А. (2002). Стационар для изучения послепожарных сукцессий на гари 1999 г. в кедровых лесах Сихотэ-Алинского заповедника. В: Л. В. Кулешов, ред., Мониторинг сообществ на гарях и управление пожарами в заповедниках. М.: ВНИИ природы, 153–157.
Денисов, А. К. (1979). Лесные пожары в лесном Среднем Заволжье в 1921 и 1972 гг. и их уроки. В: А. К. Денисов, ред., Горение и пожары в лесу. Ч. 3. Красноярск: Наука, 20–23.
Кадетов, Н. Г. (2017). Некоторые аспекты восстановления разнообразия лесных сообществ полесского ландшафта в условиях периодических катастрофических пожаров (на примере Керженского заповедника). В: International Conference «Landscape Dimentions of Sustainable Development: Science — Planning — Governance». Tbilisi: Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, 581–591.
Кадетов, Н. Г. и Гнеденко, А. Е. (2019). Подходы к картографированию пройденных пожаром лесов в условиях заповедного режима. Географический вестник, 2 (49), 148–157. https://doi.org/10.17072/2079-7877-2019-2-148-157
Кадетов, Н. Г., Астахова, М. А., Урбанавичуте, С. П. (2015). Восстановление лесов Керженского заповедника после пожаров 2010 г. Антропогенная трансформация природной среды, 1, 91–94.
Комарова, Т. А., Прохоренко, Н. Б., Глушко, С. Г., Терехина, Н. В. (2017). Послепожарные сукцессии в леса Сихотэ-Алиня с участием Pinus koraiensis Siebold et Zucc. Методологические положения и методические подходы в их изучении. СПб.: Свое издательство.
Константинов, А. В. (2004). Жаровой лес. Н. Новгород: ННГУ.
Кораблёв, О. Л. (2001). История заселения территории заповедника и топонимика населенных пунктов. Труды Государственного природного биосферного заповедника «Керженский», 1, 389–403.
Кулешова, Л. В. (2002). Опыт комплексного мониторинга лесных сообществ на гарях 1972 года в Окском заповеднике. В: Л. В. Кулешов, ред., Мониторинг сообществ на гарях и управление пожарами в заповедниках. М.: ВНИИ природы, 6–35.
Кулешова, Л. В., Ильина, Л. В., Потапова, Н. А., Яновицкая, Т. П. (1984). Стационарные наблюдения за динамикой сообществ в заповедниках: комплекс методов и сопряженный анализ. В: Исследования в области заповедного дела: сб. науч. тр. М.: ВНИИ охраны природы и заповедного дела МСХ СССР, 71–91.
Лавренко, Е. М. (1961). Основные закономерности растительных сообществ и пути их изучения. В: Е. М. Лавренко, ред., Полевая геоботаника. М.; Л.: АН СССР, 13–75.
Попов, С. Ю. (2010). Структура и динамика растительности Керженского заповедника. В: Труды Государственного природного биосферного заповедника «Керженский». Т. 4. Нижний Новгород: [б. и.].
Рожков, Ю. Ф. и Кондакова, М. Ю. (2019). Оценка динамики восстановления лесов после пожаров в Олекминском заповеднике (Россия) по космическим снимкам Landsat. Nature Conservation Research. Заповедная наука, 4 (1), 1–10. https://doi.org/10.24189/ncr.2019.014
Садков, С. А. (2015). Создание карты типов возгораний методом полуавтоматического дешифрирования снимков высокого и сверхвысокого разрешения на примере Керженского заповедника (Нижегородская область). Исследование Земли из космоса, 1, 53–64.
Садков, С. А. и Козлов, Д. Н. (2014). Крупномасштабная ландшафтная карта Керженского заповедника. Труды Государственного природного биосферного заповедника «Керженский», 6, 8–54.
Сандлерский, Р. Б. (2017). Картографирование динамики ландшафтного покрова на юге Валдайской возвышенности по данным дистанционного зондирования. В: Ландшафтоведение: теория, методы, ландшафтно-экологическое обеспечение природопользования и устойчивого развития. Т. 1. Тюмень: ТюмГУ, 163–167.
Слинкина, О. А., Сухинин, А. И., Буряк, Л. В. (2008). Картографирование текущего состояния лесов Красноярского края с использованием данных дистанционного зондирования. Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. акад. М. Ф. Решетнева, 1, 70–74.
Сукачёв, В. Н. и Зонн, С. В. (1961). Методические указания к изучению типов леса. М.: АН СССР.
Шенников, А. П. (1964). Введение в геоботанику. Л.: ЛГУ.
Шинкаренко, С. С., Иванов, Н. М., Берденгалиева, А. Е. (2021). Пространственно-временная динамика выгоревших площадей на федеральных ООПТ юго-востока Европейской России. Nature Conservation Research. Заповедная наука, 6 (3), 23–44. https://doi.org/10.24189/ncr.2021.035
Шугаев, Н. И., Хапугин, А. А., Варгот, Е. В. (2015). Анализ первых изменений растительного покрова лесов Мордовского заповедника после пожаров 2010 года. Труды Мордовского ГПЗ им. Н. Г. Смидовича, 14, 396–407.
Ярмишко, В. Т. и Лянгузова, И. В. (2002). Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИ химии СПбГУ.
Botequila-Leitao, A., Miller, J., Ahern, J. (2006). Measuring Landscapes: A planner’s handbook. Washington: Island Press.
Bousquet, E., Mialon, A., Rodriguez-Fernandez, N., Mermoz, S., Kerr, Y. (2022). Monitoring post-fire recovery of various vegetation biomes using multi-wavelength satellite remote sensing. Biogeosciences, 19, 3317–3336. https://doi.org/10.5194/bg-19-3317-2022
Cheng, Ch.-Ch. and Jan, J.-F. (2000). Application of GIS to measure and evaluate landscape changes. In: ACRS 2000: 21st Asian Conference on Remote Sensing. Vol. 2. Taipei: Center for Space & Remote Sensing Research, 282–288.
Dusek, R. and Popelkova, R. (2017). Theoretical view of the Shannon index in the evaluation of landscape diversity. AUC Geographica, 47 (2), 5–13. https://doi.org/10.14712/23361980.2015.12
Ibarrola-Ulzurruna, E., Gonzalo-Martin, C., Marcello, J. (2017). Influence of pansharpening in obtaining accurate vegetation maps. Canadian Journal of Remote Sensing, 43 (6), 528–544. https://doi.org/10.1080/07038992.2017.1371583
Kadetov, N., Gnedenko, A., Gatina, E. (2021). Mapping of post-fire forest dynamics in the central part of European Russia. Science and Global Challenges of the 21st Century — Science and Technology, 342, 144–152. https://doi.org/10.1007/978-3-030-89477-1_14
Malinowska, E. and Szumacher, I. (2013). Application of landscape metrics in the evaluation of geodiversity. Miscellanea Geographica — Regional Studies on Development, 17 (4), 28–33. https://doi.org/10.2478/v10288-012-0045-y
McGarigal, K. and Marks, B. J. (1995). Spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. Portland: U.S. Department of Agriculture, Forest Service.
McGarigal, K., Cushman, S., Maile, E. (2002). FRAGSTATS: Spatial pattern analysis program for categorical maps. Amherst: University of Massachusetts.
Mitri, G. H. and Gitas, I. Z. (2013). Mapping post-fire forest regeneration and vegetation recovery using a combination of very high spatial resolution and hyperspectral satellite imagery. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 20, 60–66. https://doi.org/10.1016/j.jag.2011.09.001
Nagendra, H. (2022). Opposite trends in response for the Shannon and Simpson indices of landscape diversity. Applied Geography, 22 (2), 175–186. https://doi.org/10.1016/S0143-6228(02)00002-4
Novo, A., Gonzalez, H., Martinez-Sanchez, J., Lorenzo, H. (2020). Remote sensing approach to evaluate post-fire vegetation structure. In: International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Nice: ISPRS, 1031–1038. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B3-2020-1031-2020
Perez-Cabello, F., Montorio, R., Alves, D. B. (2021). Remote sensing techniques to assess post-fire vegetation recovery. Current Opinion in Environmental Science & Health, 21, 100251. https://doi.org/10.1016/j.coesh.2021.100251
Pickell, P. D., Hermosilla, T., Frazier, J. R., Coops, N. C., Wulder, M. A. (2016). Forest recovery trends derived from Landsat time series for North American boreal forests. International Journal of Remote Sensing, 37, 138–149. https://doi.org/10.1080/2150704X. 2015.1126375
Senf, C. and Seidl, R. (2021). Mapping the forest disturbance regimes of Europe. Nature Sustainability, 4, 63–70. https://doi.org/10.1038/s41893-020-00609-y
Szpakowski, M. D. and Jensen, J. L. R. (2019). A review of the applications of remote sensing in fire ecology. Remote Sensing, 11 (22), 2638. https://doi.org/10.3390/rs11222638
Valero, M. J. A. and Alzate, A. B. E. (2019). Comparison of maximum likelihood, support vector machines, and random forest techniques in satellite images classification. Tecnura, 23 (59), 13–26. https://doi.org/10.14483/22487638.14826
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
