Специалисты карбонового полигона «Урал-Карбон» — исследователи Уральского федерального университета (УрФУ) с коллегами из Уральского государственного лесотехнического университета (УГЛТУ) — предложили методику автоматизированного картирования древесной растительности высокогорий. Методика основана на сопоставлении данных архивных аэроснимков и современных спутниковых изображений. Работа исследователей поможет объективно оценить особенности появления новых деревьев на необлесенной территории в зависимости от влияния окружающей среды. Описание методики опубликовано в журнале Forests.
«Древесная растительность высокогорий, вблизи верхнего предела ее произрастания, является чувствительным индикатором изменений климата. Поэтому горные массивы в разных регионах Земли рассматриваются в качестве районов для изучения ранней реакции растительности на региональное изменение климата. Цель нашей работы состояла из двух частей. Первая — продемонстрировать разработанный нами эффективный метод автоматизированного картографирования единиц растительного покрова — лес, редколесье, редина и тундра с отдельно стоящими деревьями, а также проанализировать изменения, происходящие в растительных сообществах в условиях современного потепления климата вблизи верхнего предела произрастания деревьев. Вторая — оценить эффективность метода на примере оценки экспансии лиственницы сибирской в горную тундру на Полярном Урале за последние 50 лет», — поясняет проректор по научной работе и инновационной деятельности УГЛТУ, научный сотрудник УрФУ Валерий Фомин.
Метод, предложенный учеными, позволяет исключить субъективизм количественных оценок динамики древесной растительности и проводить корректные сравнения того, как и с какой скоростью происходит зарастание территорий деревьями в разных регионах Земли.
«Неравномерность прогревания солнцем склонов, особенности гидрологического режима исследуемой территории являются важными факторами, которые влияют на формирование более или менее благоприятных условий для роста древесных растений. Действие этих факторов создает условия, которые определяют пути распространения деревьев в горную тундру», — рассказывает Валерий Фомин.
По словам специалиста, в результате перераспределения снега по территории в зависимости от скорости ветра, особенностей рельефа и других преград формируются области с недостаточным или избыточным накоплением снега. Первое часто может приводить к гибели молодых растений вследствие воздействия низких температур из-за отсутствия защиты в виде снежного покрывала, второе — к сокращению вегетационного периода на таких участках.
«Наш подход, кроме высокого уровня автоматизации и объективности, также позволяет локализовывать области на карте с разной интенсивностью трансформации одних сообществ в другие. При работе используются современные методы обработки, анализа данных и моделирования в геоинформационной системе», — объясняет Фомин.
Созданный учеными метод может помочь другим исследователям высокогорной растительности оценивать изменения, которые происходили на протяжении десятков лет в их районах. Данные можно корректно сравнивать с результатами исследований в других регионах.
Справка
Карбоновые полигоны — это территории с наиболее типичными для конкретного региона экосистемами, выбранные для изучения баланса климатических активных газов. Карбоновый полигон «Урал-Карбон» представлен таежными лесами, т. к. лесные земли составляют 70 % территории Свердловской области, а тайга — один из наиболее значимых резервуаров стока углерода из атмосферы за счет фотосинтеза и его долговременного хранения. Площадки для исследований — Коуровская астрономическая обсерватория УрФУ и Уральский учебно-опытный лесхоз Уральского государственного лесотехнического университета. В проекте также участвуют Уральский государственный аграрный университет, Институт экологии растений и животных Уральского отделения РАН, Институт промышленной экологии УрО РАН, Институт математики и механики УрО РАН и Ботанический сад УрО РАН.
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».
