Введение
1. Спутниковый мониторинг при изучении болотных ландшафтов 5
1.1 Биосферные функции болот 5
1.2 ГИС-методы мониторинга. Этапы дешифрирования болотных
экосистем 9
2 Натурное описание болотных ландшафтов бассейна Енисея 16
3 Материал и методы исследования объектов 25
Выводы
Список использованных источников
Глобальное изменение климата в наибольшей степени проявляется в высоких широтах - в зоне распространения многолетнемерзлых пород, наиболее чувствительными к температурным изменениям являются болотные ландшафты. В России площадь оторфованных, заболоченных и болотных земель составляет 3,69 млн. км2 (или 21,6 % территории страны) с содержанием углерода 113,53 млрд. т, в том числе площадь торфяных болот - 1,39 млн. км2, содержание углерода в них 100,93 млрд. т [1].
На территории Красноярского края наиболее широкое распространение болот соответствует зонам избыточного увлажнения: арктической тундры, тундры и лесотундры. Заболоченность в этих зонах в условиях равнинного рельефа, достигает 50% [2], болота преимущественно относятся к низинному типу, характеризуются маломощностью торфяного слоя в среднем от 10-20 см (арктическая тундра) до 30-50 см (тундра, лесотундра) [3].
В условиях меняющегося климата [4-9], неизбежно будут происходить изменения, которые могут нарушать функционирование устойчивых ландшафтов [10], таких, например, как болотные комплексы. Зачастую это труднодоступные регионы, в особенности болота севера и крайнего севера. Выявить и проанализировать эти изменения возможно с помощью натурных исследований и методов спутникового мониторинга, который позволяет обеспечить охват большой территории, а также выполнить сравнительный анализ снимков со спутников Landsat 1-8, информация о которых доступна с 1972 года. Таким образом, направление исследований актуально в условиях современного климата и прогнозируемых изменений.
Цель исследования - разработка подходов мониторинга состояния и динамики болотных ландшафтов на основе долговременных данных спутниковой съемки.
Основные задачи работы следующие: 1) провести сравнение серии тестовых участков болотных ландшафтов, в которых было выполнено наземное обследование, с материалами съемки из космоса; 2) определить площадные и геометрические параметры участков болотных ландшафтов, и оценить вариацию площади тестовых объектов за последние 40 лет; 3) оценить качественные и количественные вариации спектральных признаков, используемых при дешифрировании космоснимков болотных ландшафтов бассейна Енисея; 4) оценить достоверность выделения болотных комплексов в бассейне р. Енисей, на основе материалов различных векторных слоев (карты природных комплексов) и на основе предложенного метода интерпретации спутниковых съемок.
Объектом исследования явились три группы болотных массивов: первый массив объектов расположен в пределах таежной зоны, зоны лесотундры, тундры и арктической тундры Приенисейской Сибири (широтный диапазон от 59° до 73° с.ш), описание которых было проведено в рамках инвенторинга наземных экосистем по проекту "Биогеохимия экосистем Евразии". Вторая группа находится на левобережье Енисея, в окрестностях научного стационара «Зотино», Туруханского района. Третья - болотный массив «Кускун», «Качинское болото», «Пинчинское болото» (зона лесостепи).
В ходе работы была разработана технология дешифрирования болотных экосистем на материалах спутниковой съемки Landsat (пространственное раз-решение 30 м) на основе спектральных, площадных характеристик. Выявлены сезонные и межсезонные вариации характеристик исследуемых объектов на основе анализа индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) на вы-бранных полигонах.
Данное исследование способствует расширению знаний и актуализации их применения в области спутникового мониторинга и дешифрирования на¬земных экосистем, а также в части получения знаний о динамике болотных комплексов района исследований. Расширяются возможности дистанционного получения информации о состоянии вегетирующей растительности на вы¬бранных заболоченных территориях.
1. В результате сравнения серии тестовых участков выявлено, что спек-тральные признаки болотных ландшафтов определяются совокупностью специфических особенностей: распределения растительного покрова, гидрологи-ческой сетью и пирогенным фактором, наличие которых способствует распознаванию болотных комплексов.
2. Предполагаемой динамики площади болот на севере Красноярского края с помощью космического мониторинга выявлено не было. Можно пред-положить, что болота обладают достаточным буферным потенциалом, чтобы оставаться неизменными по площади в течение периода, охватываемого данным исследованием (1975-2015 гг).
3. Анализ космоснимков с помощью индекса NDVI позволяет достоверно оценить динамику вегетирующей растительности. При сравнении серии карт установлено, что наиболее оптимальный период для дешифрирования болот - начало лета, характеризующийся снижением обводенности поверхности болот и еще слабым развитием растительного покрова.
4. Достоверность имеющихся векторных карт (карта растительности Барталёва С. А. и карта векторного полигонального слоя) в сравнении с данными современных дистанционных спутниковых съемок Landsat составляет не ниже 83%, что делает использование данных со спутника Landsat при дешифрировании болот наиболее результативным.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
