Сайт кафедри  географії ДНУ
Кафедра географії історичного факультету Дніпровського національного університету імені Олеся Гонара     
.
Навігація


Форма входу
    Вітаємо на нашому сайті!

Шипигина Е. А.

Московский госуниверситет им. М.В. Ломоносова, каф. рационального природоп., аспирант

Научные руководители: проф. каф. рационального природопользования, д.б.н. Е.И. Голубєва, н.с. лаб. аэрокосмических методов, к.г.н., PhD О.В. Тутубалина

 

ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ

 

Богатые архивы аэрокосмических снимков открывают широкие возможности для применения методов дистанционного зондирования в практической деятельности. Аэрокосмические снимки являются источником получения оперативной информации о состоянии объектов, с их помощью возможно изучение динамики изменения состояния экосистем и их компонентов. Дистанционные материалы незаменимы при мониторинговых исследованиях труднодоступных территорий, например, северных районов. В настоящее время снимки – это полноценный источник данных для исследования пространственного распределения экосистем разных типов, создания трехмерных моделей местности и получения информации в поддержку принятия решений.

Известно, что из всех компонентов ландшафта растительность – наиболее информативный элемент экосистемы и лучше всего отображается на космических снимках. Кроме того, растительность является надежным индикатором, чутко реагирующим на любые изменения внешней среды, в т.ч. и при антропогенном воздействии на экосистемы. Поэтому, для целей данного исследования состояния экосистем использовались космические снимки в композиции ложного цвета (синтез ближней инфракрасной, красной и зеленой зоны), где по характеру кривой спектральной отражательной способности возможно выделить различные состояния вегетирующей растительности. Так, неповрежденная «здоровая» растительность отличается характерным максимумом отражательной способности в зеленой спектральной зоне из-за отражения луча хлорофиллом минимумом в красной – благодаря поглощению луча хлорофиллом, и резким увеличением отражения в ближней инфракрасной зоне. При этом, чем лучше состояние растительности, тем четче выражен пик кривой отражательной способности в ближней инфракрасной зоне.

Для исследования были выбраны крайне чувствительные северные экосистемы водосбора оз. Имандра (центральная часть Кольского полуострова), находящиеся под сильным промышленным и антропогенным прессингом. Возможность составления тематических карт на столь обширную и труднодоступную территорию (площадь водосбора оз. Имандра более 12 тыс.км2) появилась благодаря использованию космических снимков. Так как район исследования характеризуется интенсивным техногенным воздействием на экосистемы основных промышленных производств (цветная, горно-добывающая, горно-обогатительная и горно-химическая промышленность), то при картографировании растительности и анализе экосистем необходимо учитывать их высокое разнообразие, а также различную степень промышленного повреждения.

Для картографирования современного состояния растительного покрова водосбора оз. Имандра были отобраны четыре летних взаимоперекрывающихся космических снимка Landsat 7 ETM+ 1999–2001 гг. При этом каждый снимок удовлетворял следующим условиям:

- период съемки с 10 июля по 10 августа: это оптимальный период для картографирования растительности центральной части Кольского полуострова по космическим снимкам, так как в это время северные растения находятся на пике вегетационного периода;

- космические снимки отсняты не более 5 лет назад;

- космические снимки являются малооблачными;

- космические снимки перекрываются между собой и полностью охватывают район исследования.

Для создания карты состояния растительности водосбора оз. Имандра по космическим снимкам Landsat 7 ETM+ была разработана полуавтоматическая методика на основе усовершенствованной и апробированной методики картографирования растительности по одному базовому космическому снимку Landsat 7 ETM+, покрывающий район хорошо изученный [3]. Методика включает классификацию каждого снимка с обучением по методу максимального правдоподобия на основе обучающих выборок и карты классификации базового снимка Landsat 7 ETM+ 2000 г.

На полученной карте выделяется четыре категории состояния лесных экосистем по степени промышленного воздействия (с учетом критериев В.И. Кравцовой [2] и Е.И. Голубевой [1]): катастрофическая (древесный ярус мертвый на 100%); сильная (доля мертвых и поврежденных деревьев 60–100%); средняя (40–60%); слабая (менее 40%) и практически не нарушенная растительность. Горно-тундровые экосистемы разделяются на две категории состояния – слабо нарушенные и практически не нарушенные, и сильно нарушенные экосистемы (более дробное разделение требует дополнительной полевой информации о состоянии горно-тундровых экосистем в различных условиях).

На базе карты состояния растительности водосбора оз. Имандра была составлена комплексная карта антропогенного воздействия на экосистемы водосбора озера, на которой состояние наземных экосистем соответствует результатам экспертной классификации перекрывающихся космических снимков Landsat 7 ETM+ 1999–2001 гг. Для отображения на карте различных видов хозяйственной деятельности в пределах водосбора использовался фондовый материал земельных комитетов городских администраций.

Карта антропогенного воздействия на экосистемы водосбора оз. Имандра представляет картину пространственного размещения разнообразных объектов на территории водосбора и их взаимосвязи друг с другом. Как на космических снимках, так и на карте антропогенного воздействия на экосистемы водосбора озера, четко выделяются ареалы концентрации хозяйственных объектов. Прежде всего это промышленная территория с карьерами, хвостохранилищами и цехами, а также городская и сельскохозяйственная территория. Максимальное антропогенное воздействие на экосистемы и их компоненты приходится на данные ареалы и их окрестности. Например, зоны состояния растительности в районе влияния комбината «Североникель» или гари, чей генезис связан как с промышленной (усыхание лесов от промышленных выбросов), так и с рекреационной (разведение костров) деятельностью.

Наибольшее воздействие на экосистемы наблюдается в промышленно-развитых административных районах – Мончегорском, Ковдорском и Апатито-Кировском. В табл. 1 приведена характеристика административных районов Мурманской области, расположенных в водосборе оз. Имандра, по наличию в них антропогенного воздействия разной степени.

Как видно из таблицы, Мончегорский, Ковдорский и Апатито-Кировский районы заметно выделяются по наличию в них разнообразных видов антропогенного воздействия, обуславливающие деградацию экосистем. Полученные по космическим снимкам карты наглядно иллюстрируют последствия антропогенной деятельности. Применение дистанционных методов и космических снимков позволило картографировать современную экологическую ситуацию района и всесторонне оценить состояния экосистем, находящихся под прямым или косвенным антропогенным влиянием.

Таблица 1. Антропогенное воздействие на экосистемы по административным районам Мурманской области в пределах водосбора оз. Имандра
 

Литература:

1. Голубева Е.И. Методы диагностики состояния антропогенно трансформированных экосистем. – М.: Географический фак-т МГУ, 1999.

2. Кравцова В.И., Рессле А.И., Тутубалина О.В. Повреждение растительности в зоне воздействия комбината «Североникель» // Экологический атлас Мурманской области. – Москва-Апатиты: ИППЭС КНЦ РАН, Географический факультет МГУ, 1999.

3.Тутубалина О., Шипигина Е. Методика компьютерной классификации по нескольким космическим снимкам // ArcReview. – 2004. – № 4.


Новини


  Погода

  Партнеры

  Реклама

  Календарь

  Погода

.
Кафедра географії, історичний факультет Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (106 Географія, 242 Туризм, 014.07 Середня освіта (Географія))
© 2006-2019. Поширення матеріалів сайту дозволяється за умови посилання на www.ggf-dnu.org.ua
© Розроблення та підтримка сайту - Гаврюшин Олександр (admin@ggf-dnu.org.ua)