Спутниковые изображения и геоинформационные продукты на их основе достаточно прочно вошли в методологию географических, экологических и прочих исследований. Материалы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) обеспечивают возможность изучения процессов и явлений практически в любой точке мира и за любой доступный период времени. Вместе с тем, результаты исследований с использованием ДЗЗ без полевой верификации, как правило, дают лишь наиболее общее представление об объекте исследования и лишены необходимого уровня достоверности. Данная методологическая проблема особенно актуальна для ландшафтов с разреженным растительным покровом, в частности – для степей. Сотрудники отдела ландшафтной экологии в своих исследованиях затрагивают проблему достоверности и возможности использования результатов, полученных на основе использования ДЗЗ.
В конце апреля состоялись выезды сотрудников отдела ландшафтной экологии в степные районы Предуралья для получения фактических материалов о состоянии растительного покрова и отработки методологии полевых исследований с использованием материалов дистанционного зондирования. Эти выезды – первые из запланированных на теплый период 2025 года.
Первоначальные фактические материалы и подходы к проведению исследований были получены и апробированы в 2023-2024 годах в рамках гранта РНФ№ 23-27-00134. С учетом выявленных недостатков, а также замечаний рецензента ведущего специализированного российского журнала по одной из отправленных статей, на 2025 год по теме государственного задания Института степи УрО РАН запланированы корректировка методологии полевых исследований и камеральных работ, сопоставление со спектральными аэрофотоснимками, обобщение ранее полученных результатов и многое другое.
Алгоритм исследований предполагает:
• Полевые работы, ежемесячно – общая характеристика растительного покрова, укосы надземной фитомассы, проведение аэрофотосъемки на различных высотных уровнях от поверхности, фотофиксация местности и ранее выкошенных площадок.
Весенний аспект степных склонов хребта Гирьял. Укосы надземной фитомассы на угодьях с различными уровнями пастбищных нагрузок. В процессе аэрофотосъемки мониторинговых площадок. Запасы сухой фитомассы после благоприятного для вегетации предшествующего года
• Камеральные работы, в любое «свободное» время:
а) разбор образцов фитомассы на зеленую фитомассу, ветошь и войлок (последний отбирается отдельно) и по группам (злаки, разнотравье, полыни, кустарники и кустарнички) с последующим взвешиванием;
б) привязка аэрофотоснимков, получение схем распределения вегетационных индексов и статистики по контрольным площадкам, работа с числовыми значениями;
в) составление баз данных по спутниковым данным вегетационного индекса NDVI.
Временная серия схем на основе исходных RGB-изображений, отражающих распределение значений цветных (хроматических) вегетационных индексов (фрагмент из статьи)
• Аналитические работы, написание отчетов и научных статей.
Более подробно методология и первые результаты на данную тему изложены в статье – Павлейчик В.М. Вегетационные цветные индексы БПЛА и NDVI при выявлении особенностей и динамики растительности степных сенокосов // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле», 2025. Т.51. С.47-59. DOI: 10.26516/2073-3402.2025.51.47
Графики распределения внутригодовых значений некоторых вегетационных индексов и их соотношение с данными о структуре надземной фитомассы (фрагмент из статьи)
Всего за выезды было отработано 4 ключевых территории в степном Предуралье, на которых были получены материалы для составления ортофотопланов, и выполнены укосы с 7 мониторинговых площадок трехкратной повторности.
Само по себе сопоставление показателей растительного покрова с вегетационными индексами спутниковых снимков уже длительное время используется в различных научных направлениях (в первую очередь для оценки состояния сельскохозяйственных угодий), тогда как применение гораздо более детальных изображений с БПЛА – относительно новый метод географических исследований, не апробированный применительно к степным ландшафтам и растительности. Полученные данные будут использованы в качестве обоснования к использованию многолетних архивов вегетационного индекса NDVI как условного показателя состояния растительного покрова степей под воздействием межгодовой метеорологической неоднородности и пастбищной нагрузки. Интерпретация результатов лежит в плоскости формирования пожарных обстановок в степях Северной Евразии и на сопредельных территориях.
Отдел ландшафтной экологии
Павлейчик В.М.
Падалко Ю.А.