| Авторы |
Станислав Сергеевич Шинкаренко, к.с.-х.н., н.с. Института космических исследований РАН (117997, Россия, г. Москва, ул. Профсоюзная, 84/32); н.с. Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400062, Россия, г. Волгоград, пр. Университетский, 97); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9269-4489; e-mail: shinkarenkos@vfanc.ru
Никита Михайлович Иванов, магистрант Волгоградского государственного университета (400062, Россия, г. Волгоград, пр. Университетский, 100); инженер II категории Муниципального казенного учреждения «Городской информационный центр» (400074 Россия, г. Волгоград, ул. Бобруйская, 7); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2198-5684; e-mail: vip.nikita.199@mail.ru
Асель Нурлановна Берденгалиева, лаборант-исследователь Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400062, Россия, г. Волгоград, пр. Университетский, 97); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5252-7133; e-mail: berdengalieva-an@vfanc.ru |
| Аннотация |
Статья посвящена определению выгоревших площадей на особо охраняемых природных территориях (ООПТ) в засушливой зоне России (заповедников «Астраханский», «Богдинско-Баскунчакский», «Черные земли», федеральных заказников «Меклетинский», «Сарпинский», «Харбинский» и регионального заказника «Степной») за 2001–2019 гг. Регулярные ландшафтные пожары являются существенным фактором динамики состояния растительного покрова. Поэтому они должны учитываться при проведении ландшафтно-экологических исследований. Работа основана на визуальном экспертном дешифрировании цветосинтезированных спектрозональных спутниковых данных Landsat и Sentinel 2 с включением коротковолнового и ближнего инфракрасного каналов, а также анализе информационных продуктов детектирования очагов активного горения и выгоревших площадей. По этим данным установлено, что в заповедниках «Богдинско-Баскунчакский» и «Черные земли», заказниках «Меклетинский», «Сарпинский», «Харбинский» «Степной» преобладают летние и осенние пожары, а в интразональных ландшафтах дельты Волги в Астраханском заповеднике более 80% пожаров приходится на март и апрель. Всего было идентифицировано 10 169 гарей за весь период исследований на ООПТ и в двадцатикилометровой окрестности. В заповеднике «Черные земли» не осталось не пройденных огнем участков. В 2006 и 2015 гг. площадь гарей здесь превысила 1100 км2. Наибольшие суммарные выгоревшие площади по всем ООПТ были в 2002 и 2006 гг., когда выгорело более 2500 км2, а также в 2007, 2011 и 2015 гг. с площадями пожаров более 1500 км2. В Астраханском заповеднике и его окрестностях отмечается в среднем 17 пожаров в год. Эта ООПТ также характеризуется максимальной повторяемостью пожаров – до 18–19 раз на одних и тех же участках в охранной зоне площадью примерно 4 км2. Для заповедников «Астраханский», «Черные земли» и заказника «Степной» характерно снижение повторяемости пожаров при удалении от границ ООПТ. Установлено снижение горимости всех степных ООПТ в 2011–2019 гг. по сравнению с 2000–2010 гг., в Богдинско-Баскунчакском заповеднике в 2.7 раза, в заповеднике «Черные земли» на 30%. Только в Астраханском заповеднике нет существенных изменений количества и площадей пожаров за период исследований. Минерализованные полосы вдоль границ Богдинско-Баскунчакского заповедника шириной до 20 м сдерживают продвижение огня на территорию. Здесь горимость территории втрое ниже, чем у окружающего Богдинско-Баскунчакский заповедник природного парка «Баскунчак», не имеющего минерализованных полос. Вдоль границ заповедника «Черные земли» ширина минерализованных полос не превышает 4–5 м, что недостаточно для предотвращения продвижения огня. Так, до 90% пожаров из пятикилометрового радиуса и все пожары из охранной зоны заповедника «Черные земли» проникают в ядро этой ООПТ. Полученные в результате исследований картографические материалы могут использоваться в научных исследованиях пирогенных изменений в экосистемах, определении наиболее пожароопасных участков и оптимизации профилактических мероприятий. |
| Список цитируемой литературы |
Архипкин О.П., Спивак Л.Ф., Сагатдинова Г.Н. 2007. Пятилетний опыт оперативного космического мониторинга пожаров в Казахстане // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 1(4). С. 103–110.
Бармин А.Н., Голуб В.Б. 2000. Поучительный урок результатов эксплуатации тростниковых зарослей в дельте реки Волги // Известия Самарского научного центра РАН. Т. 2(2). С. 295–299.
Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. 2012. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 9(2). С. 9–26.
Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Хвостиков С.А., Лупян E.А. 2017. Методология мониторинга и прогнозирования пирогенной гибели лесов на основе данных спутниковых наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 14(6). С. 176–193. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-176-193
Берденгалиева А.Н., Шинкаренко С.С. 2020. Дешифрирование нелесных пожаров в условиях речных пойм // Научно-агрономический журнал. №4. С. 43–48. DOI: 10.34736/FNC.2020.111.4.008.43-48
Берлянт А.М. 2006. Теория геоизображений. М.: ГЕОС. 262 с.
Бондарев Д.В., Маркова О.А., Подоляко С.А. 2019. Заповедный век: к 100-летию Астраханского государственного природного биосферного заповедника. Воронеж: Астраханский государственный заповедник. 240 с.
Васильченко А.А., Выприцкий А.А. 2020. Методика идентификации антропогенных изменений аридных ландшафтов // Грани познания. №5(70). С. 75–81.
Воронина В.П., Власенко М.В., Вдовенко А.В. 2012. Восстановление растительности целинных пастбищ Астраханской области, подвергшихся пирогенному воздействию // Научное обозрение. №3. С. 10–17.
Дымова Т.В. 2015. Мониторинг природных пожаров на территории Астраханской области // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. №3(13). С. 16–21.
Дымова Т.В. 2019. Основные и сопутствующие факторы воздействия на окружающую природную среду тростниковых пожаров // Астраханский вестник экологического образования. №2(50). С. 210–214.
Золотокрылин А.Н., Черенкова Е.А., Титкова Т.Б. 2020. Аридизация засушливых земель европейской части России и связь с засухами // Известия РАН. Серия географическая. Т. 84(2). С. 207–217. DOI: 10.31857/S258755662002017X
Иванов Н.М., Шинкаренко С.С., Зарбалиева Н.О. 2020. Особенности пожарного режима ильменно-бугровых ландшафтов дельты Волги // Научно-агрономический журнал. №4(111). С. 29–34. DOI: 10.34736/FNC.2020.111.4.006.29-34
Ильина В.Н. 2011. Пирогенное воздействие на растительный покров // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Т. 20(2). С. 4–30.
Лупян E.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. 2017. 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. Т. 14(6). С. 158–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175
Опарин М.Л., Опарина О.С. 2003. Влияние палов на динамику степной растительности // Поволжский экологический журнал. №2. С. 158–171.
Павлейчик В.М. 2015. Пространственно-временная структура пожаров на заповедном участке «Буртинская степь» // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. №4. С. 1–11.
Павлейчик В.М. 2016а. К вопросу об активизации степных пожаров (на примере Заволжско-Уральского региона) // Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология. №3. С. 15–25.
Павлейчик В.М. 2016б. Многолетняя динамика природных пожаров в степных регионах (на примере Оренбургской области) // Вестник Оренбургского государственного университета. №6(194). С. 74–80.
Павлейчик В.М. 2017. Условия распространения и периодичность возникновения травяных пожаров в Заволжско-Уральском регионе // География и природные ресурсы. №2. С. 56–65. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2017-2(56-65)
Павлейчик В.М. 2018. Опыт применения данных дистанционного зондирования Земли в исследованиях степных пожаров // Успехи современного естествознания. №11. С. 377–382.
Павлейчик В.М. 2019. Широтно-зональная неоднородность развития травяных пожаров в Заволжско-Уральском регионе // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. №2. С. 1–14. DOI: 10.24411/2304-9081-2019-12013
Павлейчик В.М., Калмыкова О.Г., Сорока О.В. 2020. Особенности теплового режима и увлажнения постпирогенных степных ландшафтов // Известия РАН. Серия географическая. Т. 84(4). С. 541–550. DOI: 10.31857/S2587556620040111
Родин Л.Е. 1981. Пирогенный фактор и растительность аридной зоны // Ботанический журнал. Т. 66(12). С. 1673–1684.
Рябинина Н.О., Канищев С.Н., Шинкаренко С.С. 2018. Современное состояние и динамика степных геосистем юго-востока Русской равнины (на примере природных парков Волгоградской области) // Юг России: экология, и развитие. Т. 13(1). С. 116–127. DOI: 10.18470/1992-1098-2018-1-116-127
Тереножкин И.И. 1936. О влиянии пожаров на растительность полупустыни // Природа. №9. С. 45–59.
Тишков А.А. 2009. Пожары в степях и саваннах // Вопросы степеведения. Вып. 7. С. 79–83.
Ткачук Т.Е. 2015. Динамика площадей степных пожаров на юге Даурии в первом десятилетии XXI века // Ученые записки Забайкальского государственного университета. №1. С. 72–79.
Украинский П.А. 2013. Динамика спектральных свойств зарастающих травяных гарей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 10(4). С. 229–238.
Харитонова А.О., Харитонова Т.И. 2021. Влияние ландшафтной структуры Мордовского заповедника (Россия) на распространение пожара 2010 года // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 6(2). С. 29–41. DOI: 10.24189/ncr.2021.022
Шинкаренко С.С. 2015. Пространственно-временной анализ степных пожаров в Приэльтонье на основе данных ДЗЗ // Вестник Волгоградского государственного университета. №1(11). С. 87–94. DOI: 10.15688/jvolsu11.2015.1.9
Шинкаренко С.С. 2017. Идентификация степных пожаров по данным Landsat и MODIS // Научно-агрономический журнал. №2. С. 32–34.
Шинкаренко С.С. 2018. Оценка динамики площадей степных пожаров в Астраханской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 15(1). С. 138–146. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-138-146
Шинкаренко С.С. 2019а. Пожарный режим ландшафтов Северного Прикаспия по данным очагов активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 16(1). С. 121–133. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-1-121-133
Шинкаренко С.С. 2019б. Пространственно-временная динамика опустынивания на Черных землях // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 16(6). С. 155–168. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-6-155-168
Шинкаренко С.С., Берденгалиева А.Н. 2019а. Анализ многолетней динамики степных пожаров в Волгоградской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 16(2). С. 98–110. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-98-110
Шинкаренко С.С., Берденгалиева А.Н. 2019б. Геоинформационный анализ ландшафтных пожаров в Волго-Ахтубинской пойме // Научно-агрономический журнал. №1. С. 14–17.
Шинкаренко С.С., Берденгалиева А.Н., Дорошенко В.В., Олейникова К.А. 2019. Определение длительности пирогенных сукцессий в зональных ландшафтах Волгоградской области по данным дистанционного зондирования // Природные системы и ресурсы. №2. С. 44–53. DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2019.2.6
Шинкаренко С.С., Дорошенко В.В., Берденгалиева А.Н., Комарова И.А. 2021. Динамика горимости аридных ландшафтов России и сопредельных территорий по данным детектирования активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 18(1). С. 149–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-149-164
Abaturov B.D., Dzapova R.R. 2015. Forage availability to saigas (Saiga tatarica) and their state on steppe pastures with a different ratio of graminoid plants and forbs // Biology Bulletin. Vol. 42(2). P. 163–170. DOI: 10.1134/S1062359015020028
Bakiev A.G., Gorelov R.A., Klenina A.A. 2019. Post-fire abundance and age composition dynamics of Lacerta agilis (Reptilia, Lacertidae) in the Orenburg State Nature Reserve (Russia) // Nature Conservation Research. Vol. 4(Suppl.1). P. 105–109. DOI: 10.24189/ncr.2019.047
Chuvieco E., Pettinari M.L., Lizundia-Loiola J., Storm T., Padilla Parellada M. 2018. ESA Fire Climate Change Initiative (Fire_cci): MODIS Fire_cci Burned Area Pixel product, version 5.1. Centre for Environmental Data Analysis. 01 November 2018. DOI: 10.5285/58f00d8814064b79a0c49662ad3af537
Dara A., Baumann M., Hölzel N., Hostert P., Kamp J., Müller D., Ullrich B., Kuemmerle T. 2019. Post-Soviet Land-Use Change Affected Fire Regimes on the Eurasian Steppes // Ecosystems. Vol. 23(5). P. 943–956. DOI: 10.1007/s10021-019-00447-w
Dubinin M., Potapov P., Lushekina A., Radeloff V.C. 2010. Reconstructing long time series of burned areas in arid grasslands of southern Russia by satellite remote sensing // Remote Sensing of Environment. Vol. 114(8). P. 1638–1648. DOI: 10.1016/j.rse.2010.02.010
Dubinin M., Lushekina A., Radeloff V.C. 2011a. Climate, Livestock, and Vegetation: What Drives Fire Increase in the Arid Ecosystems of Southern Russia? // Ecosystems. Vol. 14(4). P. 547–562. DOI: 10.1007/s10021-011-9427-9
Dubinin M.Y., Lushchekina A.A., Radeloff V.C. 2011b. Assessment of the present dynamics of fires in arid ecosystems by use of remote sensing data: the case of Chernye Zemli // Arid Ecosystems. Vol. 1(3). P. 184–192. DOI: 10.1134/S2079096111030061
Dusaeva G.Kh., Kalmykova O.G., Dusaeva N.V. 2019. Fire influence on dynamics of above-ground phytomass in steppe plant communities in the Burtinskaya Steppe (Orenburg State Nature Reserve, Russia) // Nature Conservation Research. Vol. 4(Suppl.1). P. 78–92. DOI: 10.24189/ncr.2019.050
Giglio L., Descloitres J., Justice C.O., Kaufman Y.J. 2006. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote Sensing of Environment. Vol. 87(2–3). P. 273–282. DOI: 10.1016/S0034-4257(03)00184-6
Giglio L., Loboda T., Roy D.P., Quayle B., Justice C.O. 2009. An active-fire based burned area mapping algorithm for the MODIS sensor // Remote Sensing of Environment. Vol. 113(2). P. 408–420. DOI: 10.1016/j.rse.2008.10.006
Giglio L., Justice C., Boschetti L., Roy D. 2015. MCD64A1 MODIS/Terra+Aqua Burned Area Monthly L3 Global 500m SIN Grid V006 (Data set) // NASA EOSDIS Land Processes DAAC. Available from: https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD64A1.006
Giglio L., Boschetti L., Roy D.P., Humber M.L., Justice C.O. 2018. The Collection 6 MODIS burned area mapping algorithm and product // Remote Sensing of Environment. Vol. 217. P. 72–85. DOI: 10.1016/j.rse.2018.08.005
Hall J.V., Loboda T.V., Giglio L., McCarty G.W. 2016. A MODIS-based burned area assessment for Russian croplands: Mapping requirements and challenges // Remote Sensing of Environment. Vol. 184. P. 506–521. DOI: 10.1016/j.rse.2016.07.022
Hawbaker T.J., Radeloff V.C., Syphard A.D., Zhu Z., Stewart S.I. 2007. Detection rates of the MODIS active fire product in the United States // Remote Sensing of Environment. Vol. 112(5). P. 2656–2664. DOI: 10.1016/j.rse.2007.12.008
Kazeev K.Sh., Poltoratskaya T.A., Yakimova A.S., Odobashyan M.Yu., Shkhapatsev A.K., Kolesnikov S.I. 2019. Post-fire changes in the biological properties of the brown soils in the Utrish State Nature Reserve (Russia) // Nature Conservation Research. Vol. 4(Suppl.1). P. 93–104. DOI: 10.24189/ncr.2019.055
Kulik K.N., Petrov V.I., Rulev A.S., Kosheleva O.Y., Shinkarenko S.S. 2018. On the 30th Anniversary of the «General Plan to Combat Desertification of Black Lands and Kizlyar Pastures» // Arid Ecosystems. Vol. 8(1). P. 1–6. DOI: 10.1134/S2079096118010067
Kuzmina Zh.V., Treshkin S.E., Shinkarenko S.S. 2018. Effects of River Control and Climate Changes on the Dynamics of the Terrestrial Ecosystems of the Lower Volga Region // Arid Ecosystems. Vol. 8(4). P. 231–244. DOI: 10.1134/S2079096118040066
Lizundia-Loiola J., Otón G., Ramo R., Chuvieco E. 2020. A spatio-temporal active-fire clustering approach for global burned area mapping at 250 m from MODIS data. Remote Sensing of Environment 236: 111493. DOI: 10.1016/j.rse.2019.111493
Masocha M., Dube T., Mpofu N.T., Chimunhu S. 2018. Accuracy assessment of MODIS active fire products in southern African savannah woodlands // African Journal of Ecology. Vol. 56(3). P. 563–571. DOI: 10.1111/aje.12494
Mitchell A. 2005. The ESRI Guide to GIS Analysis. Vol. 2: Spatial Measurements and Statistics. ESRI Press. 252 p.
MODIS. 2020. MODIS Collection 6 NRT Hotspot / Active Fire Detections MCD14ML distributed from NASA FIRMS. Available from: https://earthdata.nasa.gov/firms. DOI: 10.5067/FIRMS/MODIS/MCD14ML
Nemkov V.A., Sapiga E.V. 2010. Impact of fires on the fauna of terrestrial arthropods in protected steppe ecosystems // Russian Journal of Ecology. Vol. 41(2). P. 173–179. DOI: 10.1134/S1067413610020104
Pavleichik V.M., Chibilev A.A. 2018. Steppe fires in conditions the regime of reserve and under changing anthropogenic impacts // Geography and Natural Resources. Vol. 39(3). P. 212–221. DOI: 10.1134/S1875372818030046
QGIS. 2020. QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation Project. Available from: http://qgis.osgeo.org
Shinkarenko S.S., Doroshenko V.V., Berdengalieva A.N. 2020. Fire regime of landscapes in the Volgograd region according to remote sensing data // Advances in Engineering Research. Vol. 191. P. 269–273. DOI: 10.2991/aer.k.200202.054
Suleymanova G.F., Boldyrev V.A., Savinov V.A. 2019. Post-fire restoration of plant communities with Paeonia tenuifolia in the Khvalynsky National Park (Russia) // Nature Conservation Research. Vol. 4(Suppl.1). P. 57–77. DOI: 10.24189/ncr.2019.048
Williams R.J., Griffiths A.D., Allan G.E., Bradstock A., Williams J.E., Gill A.M. 2002. Fire regimes and biodiversity in the wet-dry tropical landscapes of northern Australia // Flammable Australia: the fire regimes and biodiversity of a continent. Cambridge: Cambridge University Press. P. 281–304.
Williams R.J., Gill A.M., Anderson A.N., Cook G.D., Williams J.E. 2003. Fire behavior // Fire in tropical savannas: The Kapalga experiment. New York: Springer-Verlag. P. 33–46. |
