Дистанционная оценка влияния температурного режима на NDVI растительности Башкирского государственного природного заповедника

Изменение климата влияет на особенности продуктивности растительности. Для севера России и запада Сибири отмечено увеличение продуктивности и показателя NDVI в связи с увеличением значения средней аобратный эффект: увеличение температуры воздуха приводит к снижению значений NDVI. Башкирский государственный природный заповедник (БГПЗ) находится в переходной зоне и представляет собой фоновую территорию, лишенную антропогенного воздействия. Для получения цельной картины по всей территории заповедника использованы методы анализа данных дистанционного зондирования Земли. Используя данные сенсора MODIS, скорректированные по данным метеостанции Уфа-Дёма построены карты распределения ночных и дневных температур воздуха. Также определены средние значения NDVI. Выявлено значимое влияние дневных температур на показатель NDVI: r = 0,87, R² = 0,75.

Для оценки территориального распределения взаимосвязей температуры воздуха и NDVI в программе SAGA GIS с использованием инструмента Regression: Multiply Regression Analysis (Grid and Predictor Grids) построена карта пространственного распределения коэффициента детерминации (R²) для территории БГПЗ.

Анализ территориального распределения влияния температуры воздуха на NDVI за период 2019-2023 гг. показал, что наибольшие корреляционные связи демонстрируют древостои хребта Урмантау (R² = 0,82), в то время как остепенённые участки хребта Южный Крака показывают более слабые связи с температурой воздуха (R² = 0,62). Таким образом, наблюдается бóльшая устойчивость степных сообществ БГПЗ к повышениям температур воздуха, нежели сосново-березовых древостоев. Растительность БГПЗ демонстрирует переходное состояние между условиями Казахстана и более северными территориями России, при котором растительность лесов заповедника находится в большем угнетении от повышения температур, чем растительность степей.

1. Sirotenko, O.D. Current Climate Change In Biosphere Productivity In Russia And Adjacent Countries / O.D. Sirotenko, E.V. Abashina. – Text : unmediated // Russ. Meteorol. Hydrol. – 2008. – Vol. 4. – P. 101-107.

2. Шиятов, С.Г. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации / С.Г. Шиятов, Е.А. Ваганов. – Красноярск: КрасГУ, 2000. – 80 с.

3. Frost, G.V. Regional and landscape-scale variability of Landsat-observed vegetation dynamics in northern Siberian tundra / G.V. Frost, H.E. Epstein, D.A. Walker. – Text : unmediated // Environ. Res. Lett. – 2014. – Vol. 9.

4. Зуев, В.В. Комплексные исследования отклика фотосинтетического аппарата ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) на воздействие УФ-В-радиации / В.В. Зуев, Н.Е. Зуева, А.П. Зотикова, О.Г. Бендер, В.Л. Правдин // Журнал Сибирского федерального университета. – 2010. – № 3(4). – С. 391-406.

5. Зуев, В.В. Климатически обусловленные изменения растительного покрова тайги и тундры Западной Сибири в 1982-2015 гг. по данным спутниковых наблюдений / В.В. Зуев, Е.М. Короткова, А.В. Павлинский // Исследование Земли из космоса. – 2019. – № 6. – С. 66-76.

6. Широких, П.С. Закономерности лесовосстановительных сукцессий на заброшенных сельскохозяйственных землях Башкирского Предуралья / П.С. Широких, Н.И. Федоров, И.Р. Туктамышев, И.Г. Бикбаев, В.Б. Мартыненко // Экобиотех. – 2023. – № 3. – С. 179-187.

7. Oh, J. Competing effects of vegetation on summer temperature in North Korea / J. Oh, E. Lee. – Text : unmediated // Theor. Appl. Climatol. Springer Vienna. – 2023. – Vol. 152(3-4). – P. 913-931.

8. Реестр особо охраняемых природных территорий Республики Башкортостан / А.М. Волков, Л.А. Едренкина, А.А. Мулдашев и др. – Уфа: Издательство «Гилем», 2006. – 414 с.

9. Мартыненко, В.Б. Леса Башкирского государственного природного заповедника: синтаксономия и природоохранная значимость / В.Б. Мартыненко, А.И. Соломещ, Т.В. Жирнова // Институт биологии Уфимского научного центра РАН, Отделение биологических наук Академии наук Республики Башкортостан. – Уфа: Издательство «Гилем», 2003. – 203 с.

10. Мартыненко, В.Б. Синтаксономический анализ лесов Башкирского государственного природного заповедника: специальность 03.00.05: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Мартыненко Василий Борисович. – Уфа, 1999. – 16 с.

11. Zhang, P. Using enhanced vegetation index and land surface temperature to reconstruct the solar-induced chlorophyll fluorescence of forests and grasslands across latitude and phenology / P. Zhang [et al.]. – Text : unmediated // Front. For. Glob. Chang. – 2023. – Vol. 6. – P. 1257287.

12. Abubakar, I.M. MODIS data assessment of the relationship between vegetation and land surface temperature for central vegetation zone of Adamawa State, Nigeria / I.M. Abubakar, B.Y. Idi. – Text : unmediated // Dutse J. Pure Appl. Sci. – 2023. – Vol. 9(2a). – P. 332-343.

13. Ajay, K. Literature Survey for Land Surface Temperature Using Parameters that Include the Normalised Differential Vegetation Index and the Impervious Surface Area / K. Ajay, N. Bikaram, K.R. Rupesh. – Text : unmediated // Am. J. Sci. Learn. Dev. – 2023. – Vol. 2(8). – P. 221-223.

14. Wang, B. Dryness limits vegetation pace to cope with temperature change in warm regions / B. Wang [et al.]. – Text : unmediated // Glob. Chang. Biol. – 2023. – Vol. 29(17). – P. 4750-4757.

15. Zhou, S. Identifying the Effects of Vegetation on Urban Surface Temperatures Based on Urban-Rural Local Climate Zones in a Subtropical Metropolis / S. Zhou [et al.]. – Text : unmediated // Remote Sens. – 2023. – Vol. 15(19).

16. Arabi Aliabad F. Improving the Accuracy of Landsat 8 Land Surface Temperature in Arid Regions by MODIS Water Vapor Imagery / F. Arabi Aliabad [et al.]. – Text : unmediated // Atmosphere (Basel). – 2023. – Vol. 14(10).

17. Li, S. Evaluation of Landsat 8-like land surface temperature by fusing Landsat 8 and Modis land surface temperature product / Li, S. et al. – Text : unmediated // Processes. – 2021. – Vol. 9(12). – P. 1-19.

18. Адамович, Т.А. Использование различных комбинаций спектральных каналов космических снимков спутника Landsat 8 для оценки природных сред и объектов (обзор) / Т.А. Адамович, Т.Я. Ашихмина, Г.Я. Кантор. – Текст : непосредственный // Теоретическая и прикладная экология. – 2017. – № 2. – С. 9-18.

19. Адамович, Т.А. Анализ сезонной и многолетней динамики вегетационного индекса NDVI на территории государственного природного заповедника «Нургуш» / Т.А. Адамович, Г.Я. Кантор, Т.Я. Ашихмина, В.П. Савиных. – Текст : непосредственный // Теоретическая и прикладная экология. – 2018. – № 1. – С. 18-24.

20. Рыгалова, Н.В. Связь вегетационного индекса степных сообществ и радиального прироста сосны ленточных боров Юга Западной Сибири / Н.В. Рыгалова, Т.Г. Плуталова, Я.В. Мартынова. – Текст : непосредственный // Степи Северной Евразии: материалы девятого международного симпозиума, Оренбург, 07-11 июня 2021 года. – Оренбург: Оренбургский государственный университет. – 2021. – С. 685-690.

21. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации: общее резюме / Е.М. Акентьева, О.А. Анисимов, М.Ю. Бардин и др. – Санкт-Петербург: Издательство «Наукоемкие технологии». – 2022. – 124 с. – Текст : непосредственный.

22. Kamalova, R. Assessment of Changes in Agroclimatic Resources of the Republic of Bashkortostan (Russia) under the Context of Global Warming / R. Kamalova, E. Bogdan, L. Belan [et al.]. – Text : unmediated // Climate. – 2024. – vol. 12(1). – P. 11.

23. Шинкаренко, С.С. Многолетняя динамика NDVI аридных пастбищных ландшафтов Европейской России и сопредельных территорий / С.С. Шинкаренко, С.А. Барталев. – Текст : непосредственный // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2022. – Т. 19. – № 6. – С. 108-123.

24. Пропастин, П.A. Анализ многолетних рядов NOAA/AVHRR/NDVI и гидрометрических условий южной части Казахского мелкосопочника / П.A. Пропастин, Н.P. Муратова. – Текст : непосредственный // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2006. – Т. 3. – № 2. – С. 366-374.