Динамика состояния Балгазынского соснового бора по данным вегетационного индекса NDVI

Куулар Хулермаа Болат-Ооловна; Намзын Шенне Александровна

УДК 630.43

ДИНАМИКА СОСТОЯНИЯ БАЛГАЗЫНСКОГО СОСНОВОГО БОРА ПО ДАННЫМ ВЕГЕТАЦИОННОГО ИНДЕКСА NDVI

Хулермаа Болат-ооловна Куулар

ФГБУН Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, 667007, Россия, г. Кызыл, ул. Интернациональная, 117а, старший научный сотрудник, тел. (394)226-62-18, e-mail: kuular [email protected]

Шенне Александровна Намзын

Государственный комитет лесного хозяйства Республики Тыва, 667000, Россия, г. Кызыл, ул. Калинина, 1б, заместитель председателя, тел. (394)226-23-09, e-mail: [email protected]

В работе рассмотрена динамика лесных пожаров в период 1988-2013 гг. на территории Балгазынского соснового бора. По данным Landsat TM/ LDCM, гарей зарегистрировано на общей площади более 2 тыс. га. Также проведен подсчет площадей гарей по глобальной карте лесных пожаров.

Ключевые слова: повышение температуры, гари, сосновый бор, NDVI.

DYNAMICS OF BALGAZYN PINE STANDS ACCORDING TO THE VEGETATION INDEX NDVI

Khulermaa B. Kuular

FSBIS Tuvinian Institute for Exploration Natural Resources SB RAS, 667007, Russia, Kyzyl, 117a Internatsionalnaya, senior scientific researcher, tel. (394)2266218, e-mail: [email protected]

Shenne A. Namzyn

State Forestry Committee Republic of Tyva, 667000, Russia, Kyzyl, 1b Kalinina, vice-chairman, tel. (394)2262309, e-mail: [email protected]

The paper describes the dynamics of wildfires in the period 1988-2013 of the Balgazyn pine stands. According by Landsat data over 2 thousand hectares were burnt. And on base of «Global Forest Watch» it was counted the burnt area.

Key words: temperature increase, burnt areas, pine forest, NDVI.

В связи с изменением климата особое внимание привлекает изучение растительности субаридных регионов. Балгазынский сосновый бор расположен

в южной части Республики Тыва на хребте Сыргалыг-Тайга между 51°12'02" северной широты и 95°11'26" восточной долготы. Высота хребта на данной территории достигает до 1480 м. н.у.м. Климат резко континентальный, среднегодовая температура -3°С. Увеличивается засушливость климата, что проявляется в увеличении среднегодовой температуры (рис. 1).

Наибольшие увеличение температуры характерно для весенних и осенних сезонов. Также с 1990 г. значительно возросла антропогенная

нагрузка на сосновый бор. Динамика Балгазынского бора представляет собой результат двух составляющих: аридизации и антропогенного воздействия.

^тмом^юмом^тмом^тмом^ч!

iDiDiDr-~r-~r-~r-~r-~ooooooooooaiaiaiaiaioooo

с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^с^оооо

drlHrlddrlrlrldddrlrldddrlNINNN

0

£ -0,5

го -1

Ш

С -1,5

S

ш 1- -2

-2,5

-3

-3,5

-4

-4,5

-5

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

I I I I I I I I

Рис.

y = 0,0576x - 3,2651 R2 = 0,5161

1. Динамика температуры (1964-2006 гг.) по данным метеостанции Сосновка

Для мониторинга лесов широко используют нормализованный вегетационный индекс (NDVI), что этот показатель отражает влияние нескольких факторов окружающей среды на состояние растительности. Для изучения динамики реликтового соснового бора в региональном масштабе применен вегетационный индекс (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), который вычисляется по формуле:

NDVI = NIR - RED,

NIR + RED

где NIR - отражение в ближней инфракрасной области спектра, RED -отражение в красной области спектра (Rouse, et al, 1973). Плотность растительности

в определенной точке космического снимка равна разнице интенсивностей отраженного света в красном и инфракрасном диапазоне, деленной на сумму их интенсивностей.

Обработка спутниковых изображений проводилась с использованием специализированной программы ERDAS IMAGINE 9.2. Нами использованы снимки за даты съёмки Landsat TM и Landsat LDCM с разрешением 30 м. На рисунке 2 приведены результаты обработки NDVI на даты съёмки 19.08.1988 (а), 17.04.2013 (б). Чёрным тонам соответствуют участки после пожаров (в кружочках), и их локализация совпадают с наземными данными Государственного комитета лесного хозяйства Республики Тыва. В процессе определения границ потенциальных лесных гарей использовали нормализованный разностной индекс гарей (NBR) при оценке участков, пройденных пожарами. Разностный индекс гарей представляет собой разность отражений в ближнем и среднем инфракрасных спектральных каналах, нормализованный на их сумму:

NBR=NIR - SWIR2/ NIR + SWIR2,

где NIR и SWIR2 - спектральные значения двух каналов спутника Landsat в диапазоне отражение в ближней инфракрасной и средней инфракрасной области спектра соответственно. Использование этого индекса основывается на максимальном отражении неповрежденной растительности. В период 1988-2013 гг. пожарами были уничтожены на площади 2301,95 га растительности на территории соснового бора.

а б

Рис. 2. Изображения вегетационного индекса NDVI Балгазынского бора

(19.08.1988 (а), 17.04.2013 (б))

Учёные проекта MTBS (Monitoring Trends in Burn Severity, США) на основе данных спутников Landsat составляют карты лесных пожаров мира (http://kosmo-apparaty.ru/novosti/300813-landsat.htm). По этой карте за период с 2000 по 2011 гг. на территории Балгазынского бора площадь гарей составила 2130 га.

Анализ динамики реликтового Балгазынского бора за исследуемый период (1988-2013 гг.) позволяет сделать следующий вывод. Изменения климата, которые вызвали увеличение температуры в пожароопасный период и рост посещаемости бора населением сыграли роль в изменении особенностей пожаров. В результате участившихся пожаров в последние десятилетия из-за аридизации климата и увеличения антропогенного воздействия площадь бора сильно сокращена. Сегодня восстановление Балгазынского соснового бора признано правительством республики в качестве одного из приоритетных направлений деятельности Государственного комитета лесного хозяйства Республики Тыва. Восстановительные работы проводятся каждый год, по космическим снимкам выявлено зарастание площади гарей на площади 71,6 га. Предполагается проводить восстановительные работы весной и осенью и планируется засадить саженцами 220 га в течение десяти лет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Find out what is happening in forests right now http://kosmo-apparaty.ru/novosti/300813-landsat.htm

2. Rouse J.W., Haas R. H., Shell J.A, Deering D.W. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS // In Third Earth Resources Technology Satellite-1 Symposium, vol. 1, 10-14 December 1973, Washington, DC. 1 - 974. - P. 309-317.

DYNAMICS OF BALGAZYN PINE STANDS ACCORDING TO THE VEGETATION INDEX NDVI

Текст научной работы на тему «Динамика состояния Балгазынского соснового бора по данным вегетационного индекса NDVI»