Оценка влияния температуры поверхности земли на NDVI на примере геопарка «Янган-Тау»

Екатерина Александровна Богдан; Лариса Николаевна Белан; Ирэн Ольвертовна Туктарова; Ильдар Радикович Вильданов; Ирик Юлаевич Сайфуллин; Роза Сагитовна Бахтиярова

doi:10.17308/geo/1609-0683/2024/3/14-21

Екатерина Александровна Богдан Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий https://orcid.org/0000-0003-0566-2639
Лариса Николаевна Белан Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий https://orcid.org/0000-0003-3098-7881
Ирэн Ольвертовна Туктарова Уфимский государственный нефтяной технический университет https://orcid.org/0000-0003-4731-1394
Ильдар Радикович Вильданов Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий https://orcid.org/0000-0001-6312-3241
Ирик Юлаевич Сайфуллин Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий https://orcid.org/0000-0003-2017-6516
Роза Сагитовна Бахтиярова Уфимский государственный нефтяной технический университет https://orcid.org/0000-0002-2189-4539

DOI: https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2024/3/14-21

Ключевые слова: изменение климата, карбоновый полигон, NDVI, температура поверхности Земли, глобальный геопарк ЮНЕСКО «Янган-Тау»

Аннотация

Цель – определение наиболее зависимых от изменения температурного режима типов растительности на участке «Геопарк Янган-Тау» (площадка «Насибаш») Евразийского карбонового полигона (Республика Башкортостан). Материалы и методы. Проведен анализ динамики показателя NDVI с мая по сентябрь с 1982 по 2022 годы с использованием 110 изображений Landsat, с объединением в группы по 5 лет. Определены среднее значение, мода и медиана показателя NDVI для каждой пятилетки. Для дистанционной оценки температурного режима использовались снимки программы Landsat 8-9. В программе SAGA GIS оценена связь температуры поверхности Земли и NDVI для каждого бесснежного месяца с использованием усредненных изображений температуры поверхности Земли и NDVI. Построены карты пространственного распределения коэффициента детерминации (r2). Результаты и обсуждение. Для июня месяца характерно увеличение значения NDVI. Май, июль и август месяц не демонстрируют значительных изменений, а среднее значение и медиана для сентября имеет тенденцию к снижению. Наибольшую связь между NDVI и температурой поверхности Земли показывают зарастающие сосной залежные земли (4 стадия зарастания), не заросшие залежные земли и сенокос. Выводы. Вегетационная активность растительности на участке карбонового полигона «Геопарк Янган-Тау» увеличилась с 1982 для июня месяца, что обусловлено влиянием температуры мая. Наибольшую устойчивость к изменениям температурного режима продемонстрировали участки, находящиеся в 1 и 3 стадии зарастания сосной.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Екатерина Александровна Богдан, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий

кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории мониторинга климатических изменений и углеродного баланса экосистем

Лариса Николаевна Белан, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий

доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры Охраны окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Ирэн Ольвертовна Туктарова, Уфимский государственный нефтяной технический университет

кандидат технических наук, заведующая кафедрой охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов

Ильдар Радикович Вильданов, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий

младший научный сотрудник лаборатории мониторинга климатических изменений и углеродного баланса экосистем

Ирик Юлаевич Сайфуллин, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфимский университет науки и технологий

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории мониторинга климатических изменений и углеродного баланса экосистем

Роза Сагитовна Бахтиярова, Уфимский государственный нефтяной технический университет

кандидат технических наук, доцент кафедры охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов

Литература

1. Абакумов Е. В., Поляков В. И., Чуков С. Н. Подходы и методы изучения органического вещества почв карбоновых полигонов России (обзор) // Почвоведение, 2022, No 7, с. 773-772.
2. Адамович Т. А., Ашихмина Т. Я., Кантор Г. Я. Использование различных комбинаций спектральных каналов космических снимков спутника Landsat 8 для оценки природных сред и объектов (обзор) // Теоретическая и прикладная экология, 2017, No 2, с. 9-18.
3. Анализ сезонной и многолетней динамики вегетационного индекса NDVI на территории осударственного природного заповедника «Нургуш» / Т. А. Адамович, Г. Я. Кантор, Т. Я. Ашихмина, В. П. Савиных // Теоретическая и прикладная экология, 2018, No 1, с. 18-24.
4. Зуев В. В., Короткова Е. М., Павлинский А. В. Климатически обусловленные изменения растительного покрова тайги и тундры Западной Сибири в 1982-2015 гг. по данным спутниковых наблюдений // Исследование Земли из космоса, 2019, No 6, с. 66-76.
5. Лысенко С. А. Климатообусловленные изменения биопродуктивности наземных экосистем Беларуси // Исследование Земли из космоса, 2019, No 6, с. 77-88.
6. Методика инвентаризации объектов геологического наследия как инструмент управления геопарками / Е. А. Богдан, Л. Н. Белан, И. В. Фролова, А. Ф. Галиев // Устойчивое развитие горных территорий, 2022, т. 14, No 2 (52), с. 209-217.
7. Barbosa H. A., Huete A. R., Baethgen W. E. A 20-year study
of ndvi variability over the northeast region of brazil // Arid enviroment, 2006, vol. 67, pp. 288-307.
8. Changing climatic indicators and mapping of soil temperature using Landsat data in the Yangan-Tau UNESCO global geopark / E. Bogdan, R. Kamalova, A. Suleymanov, L. Belan et al. // SOCAR Proceeding, 2022, no. 2, pp. 32-41
9. Forecast changes in the productivity of plant communities in the pre-urals steppe site of the Orenburg state nature reserve (Russia) in extreme drought conditions using NDVI / N. Fedorov,
T. Zharkikh, O. Mikhailenko, R. Bakirova et al. // Nature Conservation Research, 2019, vol. 4, pp. 104-110.
10. Kariyeva J., Leeuwen W. Environmental drivers of NDVI-based vegetation phenology in Central Asia // Remote Sensing, 2011, vol. 3. pp. 203-246.
11. NDVI changes in the Arctic: Functional significance in the moist acidic tundra of Northern Alaska / R. Jespersen, M. Anderson-Smith, P. Sullivan, R. Dial et al. // PlOS one, 2023, vol. 18, pp. e0285030.
12. NDVI, scale invariance and the modifiable areal unit problem: An assessment of vegetation in the Adelaide Parklands / N. Hamideh, Sh. Anderson, P. Sutton, S. Beecham et al. // Science of The Total Environment, 2017, vol. 584-585, pp. 11-18.
13. Relationship between satellite derived land surface temperatures, arctic vegetation types, and NDVI / M. Raynolds, J. Comiso, A. Balser, D. Verbyla // Remote Sensing of Environment, 2008, vol. 112, pp. 1884-1894.
14. Remote Assessment of Soil Temperature on the Example of a Carbon Landfill Site of the Republic of Bashkortostan (Yangan-Tau Geopark) / E. Bogdan, A. Volkov, L. Belan, R. Kamalova et al. In Proceedings of the 1st International Conference on Methods, Models, Technologies for Sustainable Development, 2022, vol. 1, pp. 215-221.
15. Spatio-temporal patterns of NDVI and its influencing factors based on the ESTARFM in the Loess Plateau of China / X. Fan, G. Peng, T. Biqing, Ch.Wu et al. // Remote Sensing, 2023, vol. 15, pp. 2553.
16. Zuo H., Lou Yu., Li Zh. Spatiotemporal Variation of Hourly Scale Extreme Rainstorms in the Huang-Huai-Hai Plain and Its Impact on NDVI // Remote Sensing, 2023, vol. 15, pp. 2778.