Географы МГУ оценили последствия пожаров луговых экосистем юга Западной Сибири по космическим снимкам
Последствия пожаров в луговых экосистемах юга Западной Сибири сохраняются на протяжении 1-2 лет. К такому выводу пришли ученые географического факультета МГУ, изучив открытые данные космической съемки высокого разрешения. Работы проводились в рамках проекта Российского научного фонда №22-27-00329.
«В отличие от лесных пожаров, последствия луговых пожаров изучены слабо. Поэтому мы поставили задачу проследить, как долго восстанавливаются после огня луговые экосистемы юга Западной Сибири. Для этого мы воспользовались открытыми данными космической съемки высокого разрешения», − рассказала руководитель проекта РНФ, заведующая лабораторией географического факультета МГУ, к.г.н. Татьяна Королева.
Данные, принимаемые со спутника Sentinel-2, представляют собой многозональные космические изображения с разрешением 20 метров, которые поступают примерно раз в 5 дней для каждой территории. Высокая частота съёмки и высокое разрешение получаемых изображений позволили достаточно точно определить границы луговых пожаров, а также их дату.
«В качестве показателя мы использовали спектральные индексы – вегетационный индекс NDVI и индекс гари NBR2, которые рассчитываются для каждого пикселя снимка. Для апробации мы сравнили яркость пикселей изображения для 9 негоревших и горевших в 2019 – 2021 гг. участков на особо охраняемых природных территориях (ООПТ) Челябинской, Курганской, Омской и Новосибирской областей», − сообщил старший научный сотрудник географического факультета МГУ, к.г.н. Андрей Карпачевский.
Негоревшие участки изучались, в том числе, для того, чтобы оценить годовую динамику рассмотренных индексов и исключить влияние других факторов. Например, вегетационный индекс год от года в одно и то же время для одного участка растительности может различаться не в силу пожара, а из-за особенностей погоды, увлажнения в текущий сезон. Таким образом, значения индексов для негоревших территорий позволяют нормализовать значения индексов для лугов, подвергшихся пожару.
«Нами было выделено несколько временных срезов для изучения: непосредственно накануне пожара, сразу после пожара, через год и через два после пожара. Для каждого временного промежутка в облачном сервисе Google Earth Engine была рассчитана разность значений и затем проведён статистический тест Манна-Уитни, который позволил математически обосновать различия в состоянии растительности горевших и негоревших лугов», − пояснил Андрей Карпачевский.
Исследование показало, что луговая растительность восстанавливается очень быстро: следов пожаров нет уже через год после возгорания. Через два года после пожара статистически значимые различия в индексе NBR2 выявлены только для участков в Омской и Новосибирской областях. По индексу NDVI через год после пожара горевшие и негоревшие участки статистически значимо различались только в Челябинской области (самой западной из изучаемых), а в других областях растительность горевших и негоревших лугов фактически не различалась.
Полученные результаты коррелируют с исследованиями, которые проводились в других регионах, например для горных альпийских лугов (Soulard C.E., Albano C.M., Villarreal M.L., Walker J.J. Continuous 1985–2012 Landsat Monitoring to Assess Fire Effects on Meadows in Yosemite National Park, California. Remote Sens. 2016, 8, 371).
В то же время, столь быстрые темпы восстановления растительности отмечаются только для луговых экосистем. Ранее проведённые исследования показали, что в степной и полупустынной зонах Казахстана следы от пожаров могут сохраняться даже через 20 лет.
