CC BY
16
УДК 631.4+528.8
/ 17
А.Н. Пучнин1, М.В. Якутия1,2 7СГГА, Новосибирск 2ИПА СО РАН, Новосибирск
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ АЛАСНЫХ ЭКОСИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
A.N. Puchnin1, M. V. Yakutin12 Siberian State Academy of Geodesy (SSGA) 10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation Institute of Soil Science and Agrochemistry (ISSA) 18 Sovetskaya Ul., Novosibirsk, 630099, Russian Federation
ECOLOGICAL MONITORING OF ALAS ECOSYSTEMS WITH USE OF REMOTE SOUNDING METHODS
The capabilities of modern remote sensing methods in monitoring of alas hollows in Central Yakutia are analyzed in the article. It is rotined that the data methods allow to determine stage of alas ecosystem development, contours of hollows, lakes and meadow ecosystems. But the remote sensing methods do not allow to distinguish meadow ecosystems from meadow-swamp and steppe ecosystems.
Стереоскопическое изучение рельефа по космическим снимкам ограничено из-за большой высоты съемки - объемно воспринимается лишь горный рельеф. Однако хорошая передача различных индикаторов рельефа, главным образом почвенно - растительного покрова, позволяет разносторонне изучать рельеф горных и равнинных районов [1].
Отображение этапов развития рельефа в особенностях его морфологии и в других компонентах природной среды позволяет изучать динамику рельефа. Такой анализ позволяет судить об относительном возрасте рельефа, который непосредственно по снимкам не устанавливается. Отсюда вытекает целесообразная последовательность изучения рельефа по космическим снимкам: морфология и морфометрия - генезис и динамика - относительный возраст и этапы развития [2].
Через растительные индикаторы хорошо отображается мерзлотно-термокарстовый рельеф, характеризующийся массовым развитием термокарстовых озерных котловин и образующихся по мере зарастания озер аласов; хорошее отображение их на космических снимках позволяет не только четко выделять районы распространения термокарстового рельефа, но и анализировать стадии его развития [2].
Аласы - уникальные природные образования Центральной Якутии, это врезанные мезодепрессии среди тайги термокарстового происхождения. Центральная часть аласа занята обычно озером, вокруг которого поясами развиты болотная, луговая и остепненная растительность и соответствующие им почвы. Началом термокарста является появление первичных озер на поверхности равнины, сложенной ледовым комплексом. Озера являются
аккумуляторами тепла, и это приводит к протаиванию ледового комплекса под ними и оседанию вмещающих пород [3]. При дальнейшем развитии, аласы проходят ряд стадий. На конечном этапе своего развития алас превращаются в сухие или с остаточным озерком котловины. В настоящее время аласы занимают значительные территории в Центральной Якутии [3, 4].
Для оценки применимости космических методов в мониторинге аласных экосистем нами были выбраны фрагменты космического снимка высокого разрешения КА SPOT(20 м) от 18 08 2007 в проекции WGS-84 и по ним в программной среде MapInfo созданы картосхемы аласных экосистем.
За основу классификации отрицательных элементов аласного рельефа Центральной Якутии была принята общепризнанную схему Н.А. Граве (1944), дополненная П.А Соловьевым (1962) [5]. По этой классификационной схеме выделяются следующие морфологически различающиеся формы рельефа, соответствующие последовательным стадиям развития аласов.
1. Зачаточный былар, былар, дюедя - начальная стадия развития аласной котловины. Вследствие мелкого масштаба и плохого качества снимков отдельные детали изучаемого явления, в частности первичные площадные просадки небольшого диаметра, трудно поддаются дешифрированию.
2. Тымпы - молодые озерные термокарстовые котловины, заполненные водой. Луговые экосистемы на этой стадии практически отсутствуют (рис. 1.). По составленной картосхеме тымпы можно оценить площадь озера (в данном случае площадь озера 0,116 км2).
¡¡¡Гр
... -1
Рис. 1. Тымпы - развивающиеся термокарстовое озеро
(1 - озерно-болотные экосистемы, 2 - луговые экосистемы, 3 - лесные экосистемы, 4 - населенные пункты, 5 - линейные объекты: дороги, ЛЭП)
3. Элементарный алас - резко выраженная котловина, округлая или овальная в плане, развившаяся из одного очага термокарста. В качестве примера на рис. 2 приведена картосхема элементарного аласа Улахан-Мунду-Кюеле. По составленной картосхеме можно оценить площадь аласа (в данном случае - 0,34 км2), площадь озера (в данном случае - 0,24 км2). Луговые экосистемы
составляют на этой стадии развития аласа до 30 % от всей площади. В данном случае содержание луговых экосистем незначительно.
4. Сложный алас - развитию котловины сопутствует соединение смежных аласов при разрушении разделявшего их межаласья. В качестве примера такого аласа на рис. 3 приведена картосхема аласа Оттах Чыкычи. По составленной картосхеме можно оценить площадь аласа (в данном случае - 1,25 км2), площадь озера (в данном случае - 0,93 км2), площади занятые луговыми экосистемами. В данном случае луговые экосистемы занимают 25,6 % от всей площади аласа.
\ШГ 1 1
!
\\ \ /
Рис. 2. Элементарный алас Улахан-Мунду-Кюеле
Рис. 3. Сложный алас Оттах Чыкычи
5. Зрелый алас - луговые экосистемы занимают значительную часть аласной котловины. По составленной картосхеме можно оценить площадь аласа, площадь озера и площади занятые луговыми экосистемами.
Например алас Бырылах (рис. 4) имеет общую площадь 1,78 км2, площадь озера - 0,61 км , луговые экосистемы занимают 65,7 % от всей площади аласа.
Алас Май (Рис. 5) имеет площадь 1,94 км2, площадь озера - 0,58 км2, луговые экосистемы занимают 70,1 % от всей площади аласа.
6. Краевой (незамкнутый) алас - открыт к прилегающим обширным пониженным участкам. В качестве примера такого аласа на рисунке 6 приведена картосхема аласа Хоту. По составленной картосхеме можно оценить площадь
л
аласа (в данном случае - 0,83 км2), площадь озера (в данном случае - 0,29 км ) и площади занятые луговыми экосистемами (в данном случае - 65,1 % от всей площади аласа).
7. Хону - дряхлый алас - сухой алас с остаточными озерами или без них. По составленной картосхеме можно оценить площадь аласа, площадь озера и площади занятые луговыми экосистемами.
Рис. 4. Алас Бырылах
Ъ
Рис. 5. Алас Май
Например алас От-урях (рис. 7) имеет общую площадь 0,54 км2, площадь озера - 0,01 км2, луговые экосистемы занимают 98,1 % от общей площади аласа.
В аласе Тордунай (рис. 8) площадь аласа составляет 1,547 км2, озера практически отсутствуют.
Рис. 7. Алас От-урях
Таким образом, использование методов дистанционного зондирования может успешно использоваться в мониторинге аласных экосистем. Эти методы позволяют определить стадии развития аласов, отчертить контуры озерно-болотных, луговых и лесных экосистем. Но возможности дистанционных методов в определении контуров лугово-болотных и степных экосистем внутри аласной котловины ограничены. Эти контуры можно выделить только с помощью полевых исследований.
Рис. 8. Алас Тордунай
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Космические методы исследования почв: Учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Кравцов. - М.: Аспект Пресс, 2005. - 190 с.
2. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Ф. Книжников, В.И. Кравцова, О.В. Тутубалина. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336 с.
3. Почвы аласов Лено-Амгинского междуречья. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984. -
168 с.
4. Аласные экосистемы: структура, функционирование, динамика / Савинов Д.Д. и др. - Новосибирск: Наука, 2005. - 264 с.
5. Соловьев П.А. Аласный рельеф Центральной Якутии и его происхождение // Многолетнемерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР / П.А. Соловьев. - М.: АН СССР, 1962. - 127 с.
© А.Н. Пучнин, М.В. Якутия, 2009
