Оценка связи NDVI степной растительности и радиального прироста сосны ленточных боров в засушливых условиях юга Западной Сибири

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-2-27-355-367

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Н.В. Рыгалова

Алтайский государственный университет, Институт географии,
проспект Ленина, 61, 656049 Барнаул, Россия;
E-mail: natalia.ml@mail.ru

Т.Г. Плуталова

Институт водных и экологических проблем СО РАН,
ул. Молодежная, 1, 656038, Барнаул, Россия;
E-mail: plutalova.tg@gmail.com

Аннотация

В работе представлен пространственно-временной анализ рядов вегетационных индексов NDVI (по данным спутника MODIS) и дендрохронологических данных, полученных для степных районов Алтайского края. Серии NDVI рассчитаны по пяти полигонам естественных и природно-антропогенных степных ландшафтов за период 2000–2018 гг.

Экспериментальные участки естественных ландшафтов расположены на прибрежных и особо охраняемых природных территориях, природно-антропогенных — пашнях. Большинство точек расположено с сухостепных подпровинциях степной зональной области, меньшая часть — засушливостепной (в том числе дендрохронологический участок).

Хронология ширины годичных колец построена для сосны обыкновенной степной части экстразональных ленточных боров. Для рядов NDVI практически всех полигонов за исследуемый период выявлен положительный тренд изменения вегетационных индексов, слабый положительный тренд зафиксирован и для древесно-кольцевой хронологии сосны. Более выраженный положительный тренд характерен для участка с наиболее низкими средними значениями NDVI, отрицательный тренд — для участка с наиболее высокими средними значениями вегетационного индекса.

Корреляция осредненных по полигонам рядов NDVI друг с другом составила от 0,54 до 0,64 (значимы при p < 0,05). Выявлена зависимость анализируемых рядов от динамики увлажнения территории. Коэффициенты корреляции гидротермического коэффициента Селянинова с рядами NDVI составили от 0,51 до 0,76, а с древесно-кольцевой хронологией 0,63 (значимы при p < 0,05). Установлены единичные статистически значимые связи между хронологией сосны и рядами NDVI, относящимися в основном к растительным сообществам сухой степи.

Ключ. слова

NDVI, гидротермический коэффициент, древесно-кольцевая хронология, сухая степь, ленточные боры.

Список литературы

  1. Вангниц П.Р. Ленточные боры. М.: Гослесбумиздат, 1953. 153 с.
  2. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Уланова С.С., Федорова Н.Л. Наземные и спутниковые исследования продуктивности пастбищ республики Калмыкии с различной степенью деградации растительных сообществ. Аридные системы. 2013. Т. 19. № 4 (57). С. 31–39.
  3. Мордкович В.Г. Степные экосистемы. Новосибирск. 2014. 170 с.
  4. Немцева Л.Д., Беспалова Л.А., Голубева Е.И., Михайлов С.И. Оценка состояния растительного покрова сухостепных ландшафтов в условиях выпаса с применением методов дистанционного зондирования Земли. Труды ЮНЦ РАН. 2018. Т. VII. С. 151–164. DOI: 10.23885/1993-6621-2018-7-151-164.
  5. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М.: Наука, 1964. 191 с.
  6. Сайб Е.А., Безбородова А.Н., Соловьев С.В., Миллер Г.Ф., Филимонова Д.А. Выявление разновозрастных залежей на эрозионно-опасных территориях юга Западной Сибири с применением геоинформационных технологий. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 129–136.
  7. Тельнова Н.О. Выявление и картографирование многолетних трендов NDVI для оценки вклада изменений климата в динамику биологической продуктивности агроэкосистем лесостепной и степной зон Северной Евразии. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 97–107.
  8. Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В., Круглов В.Б., Мазепа В.С., Наурзбаев М.М., Хантемиров Р.М. Методы дендрохронологии. Ч. I. Красноярск: Изд-во КрасГУ, 2000. 80 с.
  9. Arzac A., Babushkina E.A., Fonti P., Slobodchikova V., Sviderskaya I.V., Vaganov E.A. Evidences of wider latewood in Pinus sylvestris from a forest-steppe of Southern Siberia. Dendrochronologia. 2018. V. 49. P. 1–8. DOI: 10.1016/j.dendro.2018.02.007.
  10. Coulthard B.L., Touchan R., Anchukaitis K.J., Meko D.M., Sivrikaya F. Tree growth and vegetation activity at the ecosystem-scale in the eastern Mediterranean. Environmental Research Letters. 2017. No. 12. 084008. DOI: 10.1088/1748-9326/aa7b26.
  11. Ferguson C.W. A 7104-year annual tree-ring chronology for Bristlecone pine, Pinusaristata, from the White Mountains, California. Tree-Ring Bull. 1969. V. 29. No. 3–4. P. 3–29.
  12. Liu R., Song Y., Liu Y., Li X., Song H., Sun C., Li Q., Cai Q., Ren M., Wang L. Changes in the Tree-Ring Width-Derived Cumulative Normalized Difference Vegetation Index over Northeast China during 1825 to 2013 CE. Forests. 2021. No. 12. 241. DOI: 10.3390/f12020241.
  13. Malmström C.M., Thompson M.V., Juday G.P., Los S.O., Randerson J.T., Field C.B. Interannual variation in global-scale net primary production: testing model estimates. Global Biogeochemical Cycles. 1997. V. 11. No. 3. P. 367–392. DOI: 10.1029/97GB01419.
  14. Rouse J.W., Haas R.H., Schell J.A., Deering D.W. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS / In 3rd ERTS Symposium, NASA SP-351 I. 1973. P. 309–317.
  15. Rinn F. TSAP V3.5. Computer program for tree-ring analysis and presentation. Heidelberg: Frank Rinn Distribution, 1996. 264 p.
  16. Vicente-Serrano S.M., Camarero J.J., Olano J.M., Martín-Hernández N., Peña-Gallardo M., Tomás-Burguera M., Gazol A., Azorin-Molina C., Bhuyan U., Kenawy A. Diverse relationships between forest growth and the Normalized Difference Vegetation Index at a global scale. Remote Sensing of Environment. 2016. 187. P. 14–29. DOI: 10.1016/j.rse.2016.10.001.
  17. Wang J., Rich P.M., Price K.P., Kettle W.D. Relations between NDVI and tree productivity in the central Great Plains. Int. J. Remote Sensing. 2004. V. 25. No. 16. P. 3127–3138. DOI: 10.1080/0143116032000160499.
  18. Wang W.Z., Liu X.H., Chen T., An W., Xu G. Reconstruction of regional NDVI using treering width chronologies in the Qilian Mountains, northwestern China. Chinese Journal of Plant Ecology. 2010. V. 34. No. 9. P. 1033–1044. DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.004.

Для цитирования: Рыгалова Н.В., Плуталова Т.Г. Оценка связи NDVI степной растительности и радиального прироста сосны ленточных боров в засушливых условиях юга Западной Сибири ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 2. С. 355–367. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-2-27-355-367

For citation: Rygalova N.V., Plutalova T.G. Estimation of the relation of NDVI steppe vegetation and radial growth of pine belt forests in arid conditions of the south of Western Siberia InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 2. P. 355–367. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-2-27-355-367 (In Russian)