Анализ горимости пойменных ландшафтов нижней Волги по данным информационных продуктов спутникового детектирования активного горения и выгоревших площадей

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-346-358

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

А.Н. Берденгалиева

Федеральный научный центр агроэкологии комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН,
пр. Университетский, 97, 400062, Волгоград, Россия;
E-mail: berdengalieva-an@vfanc.ru

Аннотация

В последние два десятилетия существенно интенсифицировались ландшафтные пожары. Лесным пожарам посвящено достаточно много исследований, в то время как анализу горимости нелесных земель уделяется намного меньше внимания. Пойменные ландшафты засушливой зоны, к которым относится и Волго-Ахтубинская пойма с дельтой Волги, практически не охвачены исследованиями пожарного режима. Целью работы является установление пространственно-временных закономерностей горимости пойменных ландшафтов Волги в ее нижнем течении по данным детектирования активного горения и выгоревших площадей на основе технологий дистанционного зондирования Земли. В работе использовались данные MCD14ML (FIRMS), MCD64A1, FireCCI51 и GABAM за 2001–2020 гг., первые три из которых основаны на данных MODIS, последний — на данных Landsat. Каждый из продуктов имеет как пропуски, так и ложные определения и артефакты. Тем не менее, совместный анализ всех данных позволяет получить достоверную оценку горимости. Всего за период исследований общая площадь гарей составила от 2,9 млн до 4,8 млн га по оценкам разных продуктов. Среднемноголетняя горимость составляет 9,2 % территории исследования. Максимальная горимость отмечена в 2019 г. (15,4 %), а минимальная — в 2016 г. (2,8 %). Эти годы характеризуются наименьшей и наибольшей продолжительностью периодов максимальных расходов половодья соответственно. Влияние гидрологической ситуации на горимость пойменных ландшафтов подтверждается корреляционным анализом. Установлена значимая корреляционная связь горимости с уровнем половодья и его длительностью. Чем выше максимальная отметка заливания поймы и дольше вода держится на пойме, тем ниже горимость. Особенно сильно это проявляется в дельте Волги, где из-за сокращения расходов половодья и падения уровня Каспия усиливается обсыхание пойменных ландшафтов. Это ведет к интенсификации пожаров. Кроме гидрологической ситуации на горимость оказывает влияние погода. При этом основной климатический фактор — атмосферное увлажнение. Чем больше выпадает осадков, тем меньше горимость. Температура воздуха не влияет на величину выгоревшей площади, поскольку на протяжении всего теплого периода температуры остаются достаточно высокими. Тенденции гидрологических изменений направлены на снижение водности половодья, что будет приводить к обсыханию поймы на фоне продолжающегося падения уровня Каспия. При существующей системе противопожарной профилактики следует ожидать дальнейшего роста горимости ландшафтов.

Ключ. слова

дистанционное зондирование, природные пожары, FIRMS, MCD64A1, GABAM, FireCCI51

Список литературы

  1. Бармин А.Н., Голуб В.Б. Поучительный урок результатов эксплуатации тростниковых зарослей в дельте реки Волги. Известия Самарского научного центра РАН. 2000. Т. 2. № 2. С. 295–299.
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012а. Т. 9. № 2. С. 9–27.
  3. Барталев С.А., Ершов Д.В., Лупян Е.А., Толпин В.А. Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012б. Т. 9. № 1. С. 49–56.
  4. Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Хвостиков С.А., Лупян Е.А. Методология мониторинга и прогнозирования пирогенной гибели лесов на основе данных спутниковых наблюдений. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 176–193. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-176-193.
  5. Дымова Т.В. Основные и сопутствующие факторы воздействия на окружающую природную среду тростниковых пожаров. Астраханский вестник экологического образования. 2019. № 2 (50). С. 210–214.
  6. Кривошей В.А. Река Волга (проблемы и решения). 2015. М.: ООО Журнал «РТ». 92 с.
  7. Лобойко В.Ф., Овчарова А.Ю., Никитина Н.С. Особенности водного режима Нижней Волги и его влияние на состояние северо-западной части Волго-Ахтубинской поймы. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. 2018. № 4 (52). С. 89–96. DOI: 10.32786/2071-9485-2018-04-11.
  8. Лупян Е.А., Барталев С.А., Балашов И.В., Егоров В.А., Ершов Д.В., Кобец Д.А, Сенько К.С., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 158–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.
  9. Лупян Е.А., Барталев С.А., Ершов Д.В., Котельников Р.В., Балашов И.В., Бурцев М.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Жарко В.О., Ковганко К.А., Колбудаев П.А., Крашенинникова Ю.С., Прошин А.А., Мазуров А.А., Уваров И.А., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Флитман Е.В., Хвостиков С.А., Шуляк П.П. Организация работы со спутниковыми данными в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ–Рослесхоз). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015а. Т. 12. № 5.С. 222–250.
  10. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015б. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  11. Павлейчик В.М. К вопросу об активизации степных пожаров (на примере Заволжско-Уральского региона). Вестник ВГУ, серия: География. Геоэкология. 2016. № 3. С. 15–25.
  12. Павлейчик В.М. Опыт применения данных дистанционного зондирования Земли в исследованиях степных пожаров. Успехи современного естествознания. 2018. № 11. С. 377–382.
  13. Шинкаренко С.С. Оценка динамики площадей степных пожаров в Астраханской области. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 138–146. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-138-146.
  14. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Иванов Н.М. Пространственно-временной анализ горимости пойменных ландшафтов Нижней Волги. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 143–157. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-1-143-157.
  15. Шинкаренко С.С., Берденгалиева А.Н. Анализ многолетней динамики степных пожаров в Волгоградской области. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 98–110. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-98-110.
  16. Шинкаренко С.С., Дорошенко В.В., Берденгалиева А.Н., Комарова И.А. Динамика горимости аридных ландшафтов России и сопредельных территорий по данным детектирования активного горения. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021а. Т. 18. № 1. С. 149–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-149-164.
  17. Шинкаренко С.С., Иванов Н.М., Берденгалиева А.Н. Пространственно-временная динамика выгоревших площадей на федеральных ООПТ юго-востока Европейской России. Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2021б. Т. 6. № 3. С. 23–44. DOI: 10.24189/ncr.2021.035.
  18. Chuvieco E., Pettinari M.L., Lizundia-Loiola J., Storm T., Padilla Parellada M. ESA Fire Climate Change Initiative (Fire_cci): MODIS Fire_cci Burned Area Pixel product, version 5.1. Centre for Environmental Data Analysis. 2018. DOI: 10.5285/58f00d8814064b79a0c49662ad3af537.
  19. Dubinin M., Lushekina A., Radeloff V.C. 2011. Climate, Livestock, and Vegetation: What Drives Fire Increase in the Arid Ecosystems of Southern Russia? Ecosystems. 2011 Vol. 14. P. 547–562. DOI: 10.1007/s10021-011-9427-9.
  20. Dubinin M., Potapov P., Lushekina A., Radeloff V.C. Reconstructing long time series of burned areas in arid grasslands of southern Russia by satellite remote sensing. Remote Sensing of Environment. 2010. Vol. 114. P. 1638–1648. DOI: 10.1016/j.rse.2010.02.010.
  21. Giglio L., Boschetti L., David P.R., Humber M.L. Justice C.O. The Collection 6 MODIS burned area mapping algorithm and product. Remote Sensing of Environment. 2018. Vol. 217. P. 72–85. DOI: 10.1016/j.rse.2018.08.005.
  22. Giglio L., Descloitres J., Justice C.O., Kaufman Y.J. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS. Remote Sensing of Environment. 2006. Vol. 87. P. 273–282. DOI: 10.1016/S0034-4257(03)00184-6.
  23. Giglio L., Justice C., Boschetti L., Roy D. MCD64A1 MODIS/Terra+Aqua Burned Area Monthly L3 Global 500m SIN Grid V0 06 [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2015. DOI: 10.5067/MODIS/MCD64A1.006.
  24. Giglio L., Loboda T., Roy D.P., Quale B., Justice C.O. An active-fire based burned area mapping algorithm for the MODIS sensor. Remote Sensing of Environment. 2020. Vol. 113. P. 408–420. DOI: 10.1016/j.rse.2008.10.006.
  25. Golub V.B., Chuvashov A.V., Bondareva V.V., Gerasimova K.A., Nikolaichuk L.F. Changes in the flora composition of the Volga–Akhtuba floodplain after regulation of the flow of Volga river. Arid ecosystems. 2020. Vol. 10. No. 1. P. 44–51. DOI: 10.1134/S2079096120010047.
  26. Kotelnikov R.V., Loupian E.A., Bartalev S.A., Ershov D.V. Space Monitoring of Forest Fires: History of the Creation and Development of ISDM-Rosleskhoz. Contemporary Problems of Ecology. 2020. Vol. 13. No. 7. P. 795–802. DOI: 10.1134/S1995425520070045
  27. Kuzmina Zh.V., Treshkin S.E., Shinkarenko S.S. Effects of River Control and Climate Changes on the Dynamics of the Terrestrial Ecosystems of the Lower Volga Region. Arid Ecosystems. 2018. Vol. 8. No. 4. P. 231–244. DOI: 10.1134/S2079096118040066.
  28. Long T., Zhang Z., He G., Jiao W., Tang C., Wu B., Zhang X., Wang G., Yin R. 30 m Resolution Global Annual Burned Area Mapping Based on Landsat Images and Google Earth Engine. Remote Sens. 2019, 11, 489 p. DOI: 10.3390/rs11050489.
  29. Pavleichik V.M., Chibilev A.A. Steppe fires in conditions the regime of reserve and under changing anthropogenic impacts. Geography and natural resources. 2018. Vol. 39. № 3. P. 212–221. DOI: 10.1134/S1875372818030046.

Для цитирования: Берденгалиева А.Н. Анализ горимости пойменных ландшафтов нижней Волги по данным информационных продуктов спутникового детектирования активного горения и выгоревших площадей. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 346–358 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-346-358

For citation: Berdengalieva A.N. Analysis of the lower Volga floodplain landscapes burning according to active fire and burnt areas satellite data. 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. 346–358. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-346-358 (in Russian)