Восстановление растительности маршей Колоколковой губы Баренцева моря после шторма с использованием снимков Landsat 8

Приморские марши – это низменные, местами заболоченные, аккумулятивные равнины, формирующиеся под действием приливов, волн и нагонов, сложенные илистыми или песчано-илистыми наносами, покрытые преимущественно галофитной растительностью (Ахромеев, Шевченкова, 2002). Несмотря на ограниченные площади, занимаемые растительными сообществами маршей арктической зоны, они имеют огромное природоохранное значение. Приморские марши являются кормовой базой и местом гнездования большого количества водоплавающих птиц, таких как белощекая казарка, малый лебедь, белолобый гусь и многих других. В настоящее время эти биотопы находятся под угрозой деградации из-за эрозии прибрежной зоны вследствие усиления штормовой деятельности, а также повышения уровня моря и высокой вероятности загрязнения нефтепродуктами при аварийных ситуация на приморских месторождениях или судах, перевозящих нефть. О благополучии приморских маршей можно судить по отсутствию участков обнаженного субстрата, доминированию типичных арктических видов и отсутствию признаков эрозии или загрязнения (Gubbay et al, 2016).
Район исследований — система маршей Колоколковой губы Баренцева моря, на которую в 2010 году обрушился сильный шторм, который уничтожил до 90% растительного покрова.
Для анализа динамики растительного покрова на приморских маршах были отобраны 6 безоблачных снимков Landsat 8 за 2013 — 2020 гг. в период максимальной вегетации, а именно – за первую половину августа. При анализе был использован нормализированный вегетационный индекс NDVI, отражающий продуктивность надземной зеленой фитомассы.
Усредненные показатели NDVI за 2013 – 2020 гг. варьируют от 0,102 до 0,114. В 2016 и 2019 гг. наблюдались наименьшие значения вегетационного индекса, что соответствует меньшим площадям, покрытым растительным покровом. Прежде всего, это связано с нестабильностью начальных стадий восстановления растительности маршей, подверженным межгодовым колебаниям погодных условий.
Анализ распределения площадей, которые занимают участки маршей с разными значениями показателей NDVI, позволяет проследить процесс восстановления растительности маршей Колоколковой губы. После шторма 2010 г растительность сохранилась лишь на 2-х наиболее возвышенных участках, и занимала 43 га, значение NDVI для которых на тот период составило 0,1. На всей остальной площади растительность занесло илом, поднятым из Колоколковой губы, а часть территории затопило водой (показатели NDVI равны или ниже нуля) (Лавриненко, 2012).
Площадь маршей, покрытая водой (NDVI<0.07) в 2013 году составляла 273.4 га, а в 2020 г уже составляла 119 га. Наблюдается последовательная смена стадий развития растительности. Уменьшается доля обнаженного субстрата и начальных стадий сукцессии (от 45,7–63,3 до 31,2%). Площадь, занятая растительностью (низкие и средние марши) к 2020 году постепенно увеличиваются почти в 5 раз (от 10,19% до 49,6%). При этом возрастает доля средних маршей (от <1% до 14,5%).
Растительность низких маршей представлена пионерными сообществами с преобладанием Puccinellia phryganodes (Лавриненко и др., 2012). На более возвышенных участках появляется также Carex subspathacea, однако сообщества также малопродуктивны.
Таким образом, после сильного шторма 2010 года растительный покров маршей Колоколковой губы сохранился на двух уцелевших участках с наиболее высокими в настоящее значениями NDVI (до 0,47). Площадь обнаженного субстрата с начальными стадиями развития растительности в среднем сократилась на 14,5%, тогда как доля участков с растительностью следующих стадий сукцессии в среднем возросла на 39,4%.
Работа выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН по теме № АААА-А19-119032090096-4. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-17-00160)