Данные.
В работе использованы оригинальные данные, полученные авторами на
станции спутникового приема Сканэкс (ИКФИА, Якутск), и данные, размещенные
в свободном доступе в сети Интернет. Для анализа вариаций NDVI были
использованы данные проекта GIMMS (Global Inventory Modeling and Mapping
109
Studies, http://glcf.umd.edu/data/gimms), данные ИСЗ Terra (продукт MODVI.005,
http://modis.gsfc.nasa.gov/data/dataprod/) и ИСЗ Spot Vegetation (продукт VGT-s10,
http://www.spot-vegetation.com). По данным модели GLDAS (Global Land Data
Assimilation
System,
http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/services/grads-gds/gldas)
рассчитывалась влажность почвы на глубине 1-2 м. Значения температуры
приземного слоя воздуха и атмосферных осадков взяты из архива данных
Росгидромета. Вегетационный сезон рассматривался с мая по сентябрь.
Обсуждение.
Для оценки состояния растительности по данным ДЗЗ применяются
вегетационные индексы. Одним из наиболее распространенных является
нормализованный относительный индекс растительности NDVI, рассчитываемый
по формуле
, где NIR и RED – альбедо земной поверхности в
ближнем инфракрасном и красном диапазонах спектра, соответственно. Из
наиболее распространенных вегетационных индексов NDVI имеет самый широкий
динамический диапазон и лучшую чувствительность к изменениям в растительном
покрове.
Рис. 1. Расположение тестовых участков.
110
В зоне распространения многолетней мерзлоты были выбраны тестовые
участки приблизительно одинакового размера (~50x50 км.) в различных широтных
зонах (рис. 1). Расположение и размер тестовых участков выбирались с условием
однородности видового состава растительности, ровного (низменного) рельефа и
отсутствия крупных водных объектов. Участки обозначены буквами СЗ (северо-
западный), СВ (северо-восточный), Ц (центральный) и Ю (южный). Участкам СЗ и
СВ соответствует тундровый (кустарниковый) тип растительности, на участках З,
Ц и Ю, расположенных в таежной зоне, доминирует лиственница даурская,
относящаяся к хвойным листопадным типам растительности.
По уровню осадков территория Якутии относится к зоне полупустынь,
однако сезонная оттайка в летний период верхних слоев вечномерзлых грунтов
обеспечивает растительность необходимой влагой.
Для тестовых участков по 10-дневным наборам данных ИСЗ Spot Vegetation
(1998-2012) были построены усредненные сезонные вариации NDVI (рис. 2).
Сезонный хода NDVI разных участков показан графиками различного цвета в
соответствие с цветовой кодировкой, показанной в нижней части рис. 2.
Рис. 2. Сезонные вариации NDVI тестовых участков (усредненные за 1998-
2012 гг.).
111
Нетрудно заметить, что северные участки (СЗ, СВ) отличаются меньшей
продолжительностью вегетационного периода, более низкими значениями NDVI и
скоротечной фазой максимума, сменяемой фазой спада. Сопоставление с
температурой приземного слоя воздуха показало хорошую корреляцию на
протяжении всего вегетационного периода. Сезонный ход «южных» участков (Ц,
Ю) имеет трапециевидную форму с ярко выраженной относительно
продолжительной фазой максимума вегетации. Хорошая корреляционная связь с
температурой воздуха прослеживается только на фазе роста и спада
растительности. На участках З и В сезонные вариации имеют промежуточный
характер. Широтная зависимость сезонных вариаций NDVI, безусловно,
определяется показателями и типами растительности и свойствами климатических
зон, в которых расположены тестовые участки.
На рис. 3 графиками различного цвета (согласно легенде рисунка) показаны
годовые вариации среднесезонных значений индекса NDVI тестовых участков.
Рис. 3. Межгодовые (май-сентябрь) вариации NDVI тестовых участков.
В целом межгодовые вариации NDVI имеют изменчивый характер, однако на
всех участках отмечается положительный тренд с наименьшим приростом на
«южных» участках (Ц, Ю) по отношению к участкам СЗ, СВ, З и В. При этом на
всех участках наблюдается устойчивое повышение среднегодовой температуры
воздуха и незначительные тренды среднегодовых осадков.
112
По данным проекта GIMMS (1982-2013 гг.) была построена карта трендов
NDVI растительного покрова на азиатской части России, представленная на рис. 4.
Цветовой кодировкой (см. легенду карты) с шагом 5% в диапазоне -15% – +15%
маркированы области с различными темпами прироста NDVI. Как следует из
рисунка, зоны с наибольшими значениями (~10-15%) тренда NDVI располагаются
севернее Приленского плато. По данным сети метеостанций Росгидромета, в
целом, по региону наблюдается положительная тенденция приземной температуры
воздуха. На остальной территории, на Среднесибирском плоскогорье (районы
Хантайского и Вилюйского водохранилищ) и на полуостровах Чукотский и
Камчатский наблюдаются отдельные участки с большими отрицательными
трендами NDVI.
Рис. 4. Карта тренда NDVI за период 1982-2013 гг.
Достарыңызбен бөлісу: |