Ландшафтная дифференциация дренированных озёрных котловин Большеземельской тундры: от пространственной классификации к оценке динамики

Термокарстовые озера занимают значительные площади в тундровой зоне европейского Севера, процессы дренирования в них происходят непрерывно под влиянием климатических и ландшафтных факторов (Кравцова, Быстрова, 2009). Дренаж термокарстовых котловин обеспечивает благоприятные условия для формирования и быстрой экспансии растительного покрова на относительно тёплых, влажных и плодородных почвах (Loiko et al., 2020). Цель работы – охарактеризовать ландшафтную дифференциацию дренированных озёрных котловин по данным дистанционного зондирования и показать возможность перехода от статической классификации к оценке темпов их сукцессионной трансформации.
Исследования проведены в урочище Пятембой-Гладь, расположенном в 80 км к северо-западу от г. Воркута, в бассейне р. Большая Роговая (приток р. Уса). В 1979 г. здесь было искусственно осушено около 40 озёрных котловин (Какунов, 1980). Общая площадь искусственно осушенных котловин составляет 985 га, или 7,8% площади урочища. Методическая основа – комплекс полевых ландшафтных описаний 2023 г. (42 геопривязанных описания), анализ мультиспектральных снимков Landsat и Sentinel-2, обработка в QGIS 3.24, классификация поверхности по методу максимального подобия, векторизация и расчёт площадей природно-территориальных комплексов (ПТК), спектральных индексов NDVI и MNDWI, морфометрических характеристик котловин.
В пределах осушенных котловин выделено 11 типов ПТК на основе преобладающего растительного покрова. В современной структуре преобладают ивняковые тундры (41,6% площади), ивняковые заболоченные тундры (14,2%), ерниковые тундры (10,1%), осоковые заболоченные луговины (7,5%), хвощовые мочажины с открытой водой (5,0%) и моховые мочажины (4,5%). Доля ПТК с участками открытой воды составляет 13,5%, остаточные озёра занимают 4,3% площади. По составу растительности котловины дифференцированы на три группы: крупнокустарниковые (К) – 55,7 ± 2,5%, мохово-кустарничковые (М) – 16,4 ± 2,0% и луговые (Л) – 23,6 ± 2,6%. По степени закустаренности все котловины разделили на слабозакустаренные (КI60%). По степени залуженности котловины разделили на слабозалуженные (ЛI40%). Градацию выборки по степени присутствия относительно дренированных ландшафтов условно разделили на 3 класса: слабодренированные ДI (Д70%).
Сочетание обеих (по растительности и степени дренированности) классификационных схем можно описать с использованием кратких аббревиатурных формул (Каверин и др., 2025). К примеру, слабодренированная, среднезакустаренная и среднезалуженная котловина рассматривается описывается формулой ДI/КIIЛII. Дендрограммный анализ показал, что большинство котловин образуют компактные группы по структуре ПТК; естественно-дренированные котловины слабо отличаются от искусственно осушенных. Это указывает на стабилизацию ландшафтной структуры через ~40 лет после дренажа. Корреляционный анализ подтвердил, что NDVI положительно связан с долей крупнокустарниковых сообществ (r = 0,6) и отрицательно – с долей луговых ПТК (r = –0,7); MNDWI отрицательно связан со степенью дренированности (r = –0,5).
На основе многолетнего ряда снимков за 1985–2024 гг. для каждой котловины рассчитаны линейные тренды NDVI и MNDWI; коэффициент детерминации R² принят как мера устойчивости закустаривания и дренирования. Установлена значимая связь темпов закустаривания с морфометрией и структурой растительного покрова: положительная – с долей ивняковых заболоченных сообществ (ρ = 0,40), отрицательная – с долей вейниково-осоковых луговин (ρ = –0,66) и длиной береговой линии (ρ = –0,47). Темпы дренирования положительно связаны с современной долей осоковых заболоченных луговин (ρ = 0,52).
При сопоставлении с естественно-дренированными котловинами того же урочища и с окружающими водораздельными пространствами выявлены различия в величине трендов спектральных индексов. Тренд MNDVI равен 0,13 для естественных котловин и 0,18 для водораздельных пространств против 0,38 у искусственно осушенных котловин, у индекса NDVI направление различий аналогично, однако разница сокращается (0,46 у естественно дренированных котловин и водораздела против 0,65 у искуственно-осушенных аналогов). Такое соотношение согласуется с разной инерционностью растительного и гидрологического откликов на дренаж: зарастание кустарниковой растительностью протекает кратно быстрее фонового и в течение немногих лет приближается по значениям вегетационных индексов к зональной норме (Chen et al., 2021), тогда как стабилизация водного режима определяется существенно более постепенной трансформацией мерзлотной обстановки в котловинах (Kaverin et al., 2017).
Исследования выполнены при поддержке государственного задания ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН «Почвы и почвенные ресурсы Европейского Северо-Востока России в условиях современных климатических изменений, антропогенного пресса и социально-экономических вызовов» № 125021902454-1.