Использование данных дистанционного зондирования для выявления изменений растительного покрова на территории Полесского государственного радиационно-экологического заповедника

Полесский государственный радиационно-экологический заповедник был основан 18 июля 1988 года в зонах отчуждения (эвакуации) и отселения Чернобыльской АЭС. Он объединил в себе наиболее загрязнённые радионук-лидами территории трех районов Гомельской области Беларуси: Брагинско-го, Наровлянского и Хойникского.
Территория ПГРЭЗ представляет собой уникальный объект для научных исследований, так как только здесь можно наблюдать за процессами естест-венного восстановления природных объектов, подвергшихся сильному ан-тропогенному преобразованию и радиационному воздействию. Как показы-вает практика, изменение состояния данной территории происходит доволь-но высокими темпами.
Для отслеживания таких изменений необходимо проведение частых и крупномасштабных исследований, требующих большого количества денеж-ных, временных и людских ресурсов. Для существенного снижения затрат и ускорения исследовательских работ предлагается осуществлять мониторинг изменений растительного покрова на территории ПГРЭЗ на основании со-вместного анализа разновременных космических снимков.
Для этого было отобрано четыре космических снимка с незначительным влиянием облачности и максимально возможно приближенных по фазе фе-нологического развития растительности: три снимка Landsat TM (1988, 1994 и 2007 годов) и снимок Landsat ETM+ (1999 года). В процессе работы исполь-зовались только каналы видимого, ближнего инфракрасного и среднего ин-фракрасного диапазонов исходных изображений с пространственным разре-шением 30 м, которые обрабатывались в программном пакете ENVI. Снимки были взаимно увязаны, радиометрически нормализованы методом линейной регрессии и преобразованы в значения коэффициентов отражения.
На следующем этапе базовый космический снимок классифицировался методом ISODATA, после чего производилась интерпретация полученных кластеров в информативные классы при помощи дополнительных источни-ков информации (лесоустроительных данных, библиотек спектральных при-знаков объектов, наземных данных, вегетационных индексов и т.д.). Далее на основании выделенных по базовому изображению классов и дополнительных источников информации была проведена классификация небазовых снимков методом классификации с обучением.
На основании интерпретации классифицированных снимков и их сопос-тавления, а также с помощью модуля определения изменений были получены следующие результаты:
• Прекращение хозяйственной деятельности на территории исследова-ния повлекло за собой постепенное зарастание бывших сельскохозяйствен-ных угодий кустарниковой и древесной растительностью.
• Проведенные гидротехнические мероприятия на мелиоративных сис-темах заповедника с целью аккумуляции стока негативно повлияли на гидро-логический режим региона. Вследствие этого оказались затопленными и за-болоченными значительные участки территории ПГРЭЗ.
• Отдельные лесные массивы заповедника, расположенные в понижен-ных элементах рельефа, оказались заболоченными или затопленными, из-за чего начался постепенный процесс их деградации.
• Из-за пожаров, естественной гибели или вырубок только в период с1999 по 2007 год на территории заповедника исчезло боле 990 га леса.
• Происходит разрушение и зарастание растительностью бывших насе-ленных пунктов, дорог и т.д.
• Наблюдается переход песчаных и прочих малопродуктивных земель, а также высохших болот в покрытую лесом территорию, что можно объяснить процессами естественного зарастания, а также усилиями работников запо-ведника по посадке леса.
Проведенные исследования позволили разработать методику монито-ринга изменений растительного покрова, происходящих на территории ПГРЭЗ, по разновременным снимкам спутниковых систем Landsat TM/ETM+, которая может применяться для постоянного контроля происходящих изме-нений, их качественной и количественной оценки. На основании последую-щего изучения и анализа полученной информации можно делать прогнозы ожидаемых изменений и, в случае необходимости, принимать соответствую-щие меры. Полученная методика может также успешно использоваться для составления не только карт растительного покрова, но и топографических, различных тематических карт экологического, природоресурсного, природо-охранного и другого содержания.