Геоинформационный анализ пространственной изменчивости геосистемы острова Райкоке (Курильские острова)

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-139-147

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

А.А. Верхотуров

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, Центр коллективного пользования,
Россия, 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б;
E-mail: ussr-91@mail.ru

В.А. Мелкий

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, лаборатория вулканологии и вулканоопасности,
Россия, 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б;
E-mail: vamelkiy@mail.ru

Аннотация

Извержения вулканов существенно трансформируют природные геосистемы, что в наибольшей степени характерно для таких компонентов, как рельеф местности, растительный и животный мир. Теоретическая значимость настоящего исследования заключается в получении новых знаний, способствующих более глубокому пониманию реакции природной среды на последствия вулканических извержений различного типа и мощности. Практическая значимость обусловлена возможностью использования полученных результатов при обосновании оценки вулканической опасности территорий и составлении соответствующих карт. Извержения вулкана Райкоке на одноименном острове редки, однако все зарегистрированные факты активности характеризуются как сильные и существенным образом изменяли облик острова. В исследовании использовались космические снимки со спутников Sentinel-2 и Landsat. Пространственная динамика береговой линии исследовалась на основе синтезированных изображений (NIR-SWIR-RED). В исследовании трансформации растительного покрова применялся временной ряд нормализованного относительного индекса растительности (NDVI). В работе проанализирован временной ход изменения площади острова Райкоке, максимальных и средних значений NDVI в его пределах с 1972 по 2021 гг., а также составлена карта-схема динамики компонентов геосистемы острова Райкоке. Травяная и травяно-кустарниковая растительность покрывала порядка 80 % от суммарной площади острова в 2018 г. Районы, лишенные растительного покрова, приурочены к крупным подвижным осыпным склонам, пляжу, краевым частям лавовых потоков по периметру острова, а также крупноглыбовым развалам дна кратера. По состоянию на 2021 г. сомкнутый растительный покров занимает не более 0,03 % от площади острова и фрагментарно расположен в центральной части южного склона, нижних частях восточного, северного и западного склона. Анализ эруптивной деятельности вулкана Райкоке и временного хода NDVI позволяет предположить, что потребуется порядка 100 лет для того, чтобы растительный покров занял площадь, сопоставимую с площадью до извержения 2019 г.

Ключ. слова

геосистемы, вулканические извержения, вегетационный индекс, геоинформационный анализ, Райкоке

Список литературы

  1. Белоусов А.Б., Белоусова М.Г. Пирокластические отложения и механизм эксплозивного извержения 2019 г. вулкана Райкоке (Курильские острова). Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы XXIV ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога, Петропавловск-Камчатский, 29–30 марта 2021 года. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 2021. С. 10–13.
  2. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Вулканический массив Райкоке (Курильская островная дуга). Вулканология и сейсмология, 2021. № 4. С. 61–80. DOI: 10.31857/S0203030621030020.
  3. Верхотуров А.А. Анализ изменений состояния экосистем на острове Атласова (Курильские острова). Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 2020. Т. 25. № 3. С. 139–150. DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-3-139-150
  4. Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Геоинформационный анализ изменчивости состояния природной среды после извержений вулкана Чикурачки по данным дистанционного зондирования земли. ИнтерКарто. ИнтерГИС, 2021. Т. 27. № 1. С. 292–303. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-292-303.
  5. Голубева Е.И., Каширина Е.С., Новиков А.А., Глухова А.В. Использование индекса NDVI для геоэкологической оценки особо охраняемых природных территорий на примере города Севастополя. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 1. С. 320–331. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-320-331.
  6. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 287 с.
  7. Гришин С.Ю., Белоусов А.Б., Белоусова М.Г., Auer A., Козырев И.А. Эксплозивное извержение острова-вулкана Райкоке (Курилы) в 2019 г.: пирокластические отложения и их воздействие на рельеф и экосистемы. Вулканология и сейсмология, 2021. № 6. С. 30–42. DOI: 10.31857/S0203030621050023.
  8. Дегтерев А.В., Чибисова М.В. Извержение вулкана Райкоке в июне 2019 г. (о. Райкоке, центральные Курильские острова). Геосистемы переходных зон, 2019. Т. 3. № 3. С. 304–309. DOI: 10.30730/2541-8912.2019.3.3.304-309.
  9. Левин Б.В., Мелекесцев И.В., Рыбин А.В., Разжигаева Н.Г., Кравчуновская Е.А., Избеков П.Э., Дегтерев А.В., Жарков Р.В., Козлов Д.Н., Чибисова М.В., Власова И.И., Гурьянов В.Б., Коротеев И.Г., Харламов А.А., Макиннес Б. Экспедиция «Вулкан Пик Сарычева–2010» (Курильские острова). Вестник ДВО РАН. 2010. № 6. С. 152–159.
  10. Мелкий В.А., Верхотуров А.А., Братков В.В. Оценка воздействия эксплозивных извержений вулкана Тятя (о. Кунашир, Курильские острова) на растительный покров по данным дистанционного зондирования Земли. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, 2021. Т. 65. № 2. С. 184–193. DOI: 10.30533/0536-101X-2021-65-2-184-193.
  11. Романюк Ф.А., Дегтерев А.В. Изменение конфигурации береговой линии о. Райкоке после эксплозивного извержения 21–25 июня 2019 г. (центральные Курильские острова). Геосистемы переходных зон, 2020. Т. 4. № 3. С. 351–358. DOI: 10.30730/gtrz.2020.4.3.351-358.
  12. Черепанов А.С. Вегетационные индексы. Геоматика, 2011. № 2. С. 98–102.
  13. Moravec D., Komárek J., López-Cuervo Medina S., Molina I. Effect of Atmospheric Corrections on NDVI: Intercomparability of Landsat8, Sentinel-2, and UAV Sensors. Remote Sens, 2021, V. 13. P. 3550. DOI: 10.3390/rs13183550.
  14. Newhall C.G., Self S. The Volcanic Explosivity Index (VEI): an estimate of explosive magnitude for historical volcanism. Journal of Geophysical Research, 1982. V. 87 (C2). P. 1231–1238. DOI: 10.1029/jc087ic02p01231
  15. Schutter A., Kervyn M., Canters F., Bosshard-Stadlin S.A., Songo M.A.M., Mattsson H.B. Ash fall impact on vegetation: a remote sensing approach of the Oldoinyo Lengai 2007–08 eruption. Journal of Applied Volcanology, 2015. V. 4. № 15. P. 1–18. DOI: 10.1186/s13617-015-0032-z.
  16. Takahashi H., Barkalov V.Y., Gage S., Joneson S., Ilushko M., Zhuravlev Y.N. A floristic study of the vascular plants of Raikoke, Kuril Islands. Acta Phytotax. Geobotanica, 2002. V. 53 (1). P. 17–33.
  17. Teltscher K., Fassnacht F.E. Using multispectral Landsat and Sentinel-2 satellite data to investigate vegetation change at Mount St. Helens since the great volcanic eruption in 1980. Journal of Mountain Science, 2018. V. 15. Iss. 9. P. 1851–1867. DOI: 10.1007/s11629-018-4869-6.

Для цитирования: Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Геоинформационный анализ пространственной изменчивости геосистемы острова Райкоке (Курильские острова). ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 139–147 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-139-147

For citation: Verkhoturov A.A., Melkiy V.A. Geoinformation analysis of the spatial variability of the Raikoke island (Kuril islands) geosystem. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 1. P. 139–147. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-139-147 (in Russian)