CC BY
13DOI: 10.24412/2619-0761-2022-1-65-73 УДК 911.2+504.54
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ФИТОИНДИКАЦИИ И ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ ПОЛИГОНА ХИМИЧЕСКИХ ОТХОДОВ)
Гусев А.П.*
Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, г. Гомель, Беларусь
* E-mail: andi_gusev@maii.ru
Аннотация. Цель исследований - оценка загрязнения геологической среды на основе комплекса наземных и дистанционных индикаторов. Объект исследований - полигон отходов фосфогипса Гомельского химического завода. Разработан и апробирован комплекс методов, состоящий из геоботанической съемки, электрического профилирования методом сопротивления на серии разносов питающей линии АВ и многозональной космической съемки (спутники Sentinel-2). В качестве индикаторов использованы: общее проективное покрытие растительности, видовое богатство, вегетационные индексы (NDVI, GNDVI, NBR, SWVI) и удельное электрическое сопротивление почвогрунтов. Данный комплекс позволяет быстро и эффективно оценить химическое загрязнение верхней части геологической среды. В зоне влияния полигона отходов фосфогипса по комплексу индикаторов выделено 2 техногенных модификации (ТМ-1, ТМ-2) исходной фоновой луговой геосистемы. Установлено, что по градиенту химического загрязнения геологической среды наблюдаются следующие изменения: общее проективное покрытие растительности снижается в 2,8 раза, а видовое богатство растительности - в 3 раза; величина NDVI снижается в 1,9 раза, GNDVI - в 1,8 раза, NBR - в 1,9 раза, SWVI - в 9,5 раза; кажущееся электрическое сопротивление в интервале эффективных глубин 0,15...2,5 м снижается в 28,4...33,2 раза. Зона максимального загрязнения геосреды характеризуется минимальными значениями вегетационных индексов (NDVI < 0,4, GNDVI < 0,4, NBR < 0,2, SWVI < 0,05) и аномалиями низкого удельного электрического сопротивления почвогрунтов (менее 10 Ом-м). Фитоиндикационные и геоэлектрические методы дополняют друг друга: фитоиндикаторы позволяют уточнить природу геоэлектрических аномалий; метод сопротивлений - установить вероятные причины деградации растительности.
Ключевые слова: фитоиндикация, химическое загрязнение, геологическая среда, вегетационный индекс, геоэлектрический метод, кажущееся электрическое сопротивление.
Введение.
Фитоиндикация - это метод, основанный на использовании способности растений отражать условия их произрастания. В качестве фитоиндикаторов среды выступают как отдельные виды растений, так и растительные сообщества - фитоценозы. Растения и их сообщества могут использоваться для оценки различных свойств почв и грунтов - влажности, содержания солей и азота, кислотно-щелочных условий [1]. Фитоиндикация широко используется для картографирования и мониторинга загрязнения воздуха [2], при изучении загрязнения почвенного покрова [3, 4]. Фитоиндикационные исследования могут осуществляться как с помощью наземных съемок, так и на основе дистанционного зондирования Земли.
Физическими предпосылками использования многозональных космических съемок для фитоиндикации являются изменения отражательной способности растительности в различных диапазонах электромагнитного спектра в зависимости от ее состояния [5]. Например, изменения отражательной способности лесных экосистем проявляются при
Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 4.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно содержать указание на автора (ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.
пожелтении листвы и хвои, дефолиации и при усыхании древостоя [6]. При этом для фитоиндикации на основе многозональной съемки важны не абсолютные значения яркости, а характерные соотношения между значениями яркости в разных информативных для характеристики растительности спектральных зонах - вегетационные индексы [7].
В ряде случаев показатели растительности (полученные как наземными, так и дистанционными методами) являются неспецифическими индикаторами тех или иных процессов в окружающей среде. Например, отсутствуют какие-либо фитоиндикаторы (виды растений, фитоценозы, показатели состояния растительного покрова), по которым можно было бы непосредственно диагностировать химическое загрязнения компонентов геологической среды или геологические процессы. Для верификации фитоиндикационной оценки, как правило, требуется дополнительная информация. Использование для этого непосредственно геохимических исследований (при изучении загрязнения) или бурения скважин (при изучении геологических процессов) лишает фитоиндикацию многих ее преимуществ (оперативности, экономичности, пространственного охвата). С нашей точки зрения, для совершенствования интерпретации фитоиндикационных исследований следует использовать методы малоглубинной геофизики, в частности, геоэлектрические. Геоэлектрические методы, основанные на измерении электрических свойств геологической среды (т.е. морфолитогенной основы геосистем), также обладают оперативностью и экономичностью [8, 9], но имеют сложности в интерпретации. Использование геоэлектрических методов при оценке и картографировании загрязнения геосреды основано на взаимосвязи между удельным электрическим сопротивлением ее компонентов и засолением, т.е. содержанием солей. Между электропроводностью почвогрунтов и сухим остатком водной вытяжки существует высокая степень корреляции [10].
Комплексное применение фитоиндикации и геоэлектрической диагностики позволяет значительно увеличить их эффективность при изучении состояния геологической среды, в том числе химического загрязнения и развития различных негативных геологических процессов.
Цель исследований - изучение с помощью комплекса индикаторов состояния геологической среды в зоне влияния экологически опасных объектов на примере полигона химических отходов. Решались следующие задачи: изучение химического загрязнения верхней части геологической среды на территории и в зоне влияния полигона отходов методами наземной и дистанционной фитоиндикации, электропрофилирования на разных разносах питающих электродов; выделение по комплексу индикаторов техногенных модификаций геосистем в зоне влияния полигона отходов; выяснение эффективности комплекса геоэлектрики и фитоиндикации для оценки химического загрязнения.
Объект и методика. Объект исследований: полигон отходов фосфогипса Гомельского химического завода (ГХЗ). Гомельский химический завод (ГХЗ) является одним из крупнейших предприятий химической промышленности Беларуси, которое производит более 20 видов химической продукции, в том числе, серную и фосфорную кислоты, минеральные соли (аммофос, суперфосфат, азотно-фосфорно-калийные удобрения), фтористый алюминий, криолит и т.д. Полигон твердых отходов (фосфогипс) занимает территорию более 100 га. Фосфогипс содержит в своем составе около 97 % гипса, а также фосфаты железа и алюминия, ортофосфорную кислоту, фторсиликаты калия и натрия, фториды кальция, соединения марганца, молибдена, кобальта и редкоземельные элементы. Отвалы фосфогипса являются постоянно действующим источником поступления загрязняющих веществ в поверхностные и грунтовые воды, почвогрунты и причиной деградации растительного покрова [3, 4, 11].
Методы исследования включали в себя:
- геоботаническую съемку;
- дешифрирование многозональных космических снимков и расчет вегетационных индексов (табл. 1);
- электропрофилирование методом сопротивлений.
Таблица 1
Характеристика используемых вегетационных индексов
Вегетационный индекс Формула для расчета на основе каналов спутников Sentinel-2
NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) (NIR - R)/(NIR + )
GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index) (NIR - G) / (NIR + G)
NBR (Normalized Burn Ratio) (NIR - SWIR2) / (NIR + SWIR2)
SWVI (Short Wave Vegetation Index) (NIR - SWIR1)/(NIR + SWIR1)
Примечание. Каналы: NIR - ближний инфракрасный; R - красный; G - зеленый; SWIR2 - коротковолновой инфракрасный; SWIR1 - коротковолновой инфракрасный.
Наземные исследования проводились методом геоботанической съемки на пробных площадках (размер площадок - 100 м2). На пробных площадках определялись состав и проективное покрытие травяного покрова, численность и состав естественного возобновления древесных видов. Для дистанционной фитоиндикации применялись результаты космической многозональной съемки спутников Sentinel-2, обладающих 13 каналами c пространственным разрешением 10...60 м. Данные съемки находятся в свободном доступе на Copernicus Open Access Hub (https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home). В работе использованы снимки, сделанные в летний период.
Атмосферная коррекция, привязка, оцифровка космоснимков и расчет вегетационных индексов выполнены в QGIS 3.6.
Электропрофилирование выполняли с помощью симметричной четырехэлектродной установки AMNB. Использовалась серия разносов: АВ = 1,5 м, MN = 0,5 м; АВ = 3 м, MN = 1 м; АВ = 10 м, MN = 3 м. Шаг профилирования составлял 10...50 м. Измерения производились электроразведочной аппаратурой ERA-MAX.
Результаты и их обсуждение. В результате техногенного воздействия образуются модификации природных геосистем, которые можно рассматривать как стадии процессов деградации (воздействие увеличивается) или восстановления (воздействие снижается). Выделение модификаций осуществляется на основе сравнения с фоновой геосистемой комплекса показателей-индикаторов [2, 4]. Количество модификаций (стадия ряда деградации или восстановления) зависит от решаемых задач, доступной информации, используемых показателей и других факторов. Модификации могут выделяться на основе как качественных, так и количественных критериев. В последнем случае количество модификаций в пределах одного генетического ряда обусловлено возможностью их распознавать с заданной вероятностью по имеющимся показателям.
В зоне влияния полигона отходов фосфогипса по комплексу индикаторов нами выделено 2 техногенных модификации (ТМ-1, ТМ-2) исходной фоновой геосистемы (табл. 2). Фоновая геосистема представляет собой периодически скашиваемый луг на дерново-глееватых супесчаных почвах. В составе фитоценоза доминируют типичные луговые виды, как Potentilla anserina L., Achillea millefolium L., Vicia cracca L., Agrostis tenuis Sibth., Phleum pratense L., Festuca pratensis Huds., Ranunculus acris L., Dactylis glomerata L. и другие. Общее проективное покрытие составляет 80...100 %.
Зона ТМ-1 характеризуется максимальным уровнем техногенного воздействия, выраженном в химическом загрязнении почвогрунтов и грунтовых вод. Здесь растительный покров характеризуется низким проективным покрытием и видовым разнообразием. Остаются только самые устойчивые к загрязнению виды - Chamerion angustifolium (L.) Holub, Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Rumex crispus L., Calamagrostis epigeios fL.) Roth, Bidens tripartita L. Доминирует наиболее стойкий в условиях засоления - Phragmites australis. По сравнению с фоновой геосистемой проективное покрытие ниже в 2,8 раза, видовое богатство - в 3 раза.
Нарушение растительного покрова сказывается на спектрально-отражательных свойствах земной поверхности и, соответственно, на значениях вегетационных индексов
- показателей, которые рассчитываются в результате математических операций с разными спектральными каналами в каждом пикселе снимка. Наиболее широко известный индекс -NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), который служит количественным показателем фотосинтетически активной биомассы [7]. GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index) индицирует содержание хлорофилла в листьях и хвое, а также скорость фотосинтеза [12]. NBR (Normalized Burn Ratio) и SWVI (Short Wave Vegetation Index) чувствительны к содержанию влаги в растениях и отражают стрессовое состояние растительности [ 13... 15].
Таблица 2
Индикаторы трансформации геологической среды по градиенту воздействия в зоне влияния отвалов фосфогипса
Показатель Градиент химического воздействия
фоновая геосистема ТМ-2 ТМ-1
Показатели растительности
Общее проективное покрытие, % 90,0* 51,1 32,0
Видовое богатство, число видов на 100 м2 15,7 9,0 5,3
Геоэлектрические показатели
Кажущееся удельное электрическое сопротивление на разносах АВ = 3 м, Омм 335±99** 33,9 ± 7,4 11,8 ± 3,8
Кажущееся удельное электрическое сопротивление на разносах АВ = 10 м, Омм 226 ± 50 66,0 ± 8,5 6,8 ± 3,5
Вегетационные индексы
NDVI 0,701 ± 0,08** 0,511 ± 0,11 0,366 ± 0,11
GNDVI 0,675 ± 0,07 0,542 ± 0,10 0,373 ± 0,12
NBR 0,481 ± 0,08 0,375 ± 0,10 0,260 ± 0,13
SWVI 0,190 ± 0,08 0,08 ± 0,11 0,02 ± 0,12
Примечание: * - среднее значение; ** - среднее и стандартное отклонение.
Из табл. 2 видно, что по градиенту химического загрязнения величина NDVI снижается в 1,9 раза, GNDVI - в 1,8 раза, NBR - в 1,9 раза, SWVI - в 9,5 раза по сравнению с фоновой луговой геосистемой. В зоне ТМ-2 наблюдается средний уровень техногенного воздействия: по сравнению с фоновой геосистемой проективное покрытие растительности ниже в 1,8 раза, видовое богатство - в 1,7 раза. Из вегетационных индексов в наибольшей степени от фоновой геосистемы отличается величина SWVI (в 2,4 раза ниже). Химическое загрязнение почвогрунтов вызывает негативные реакции растительности - снижение проективного покрытия и, соответственно, фитомассы (NDVI), пожелтение листьев (GNDVI) и потерю влаги (NBR, SWVI). Снижение значений GNDVI обусловлено тем, что по мере роста засоления почвогрунтов в травостое становится больше сухих, усохших, пожелтевших растений, что отражается на «зелености» земной поверхности. Снижение NBR и SWVI указывают на стрессовое состояние растительности [4].
На территории полигона отходов и его окрестностях были выполнены электропрофилирования на малых разносах АВ - 1,5, 3 и 10 м. Эффективная глубина проникновения тока в однородном полупространстве приблизительно равна 0,25 расстояния между питающими электродами А и В. В неоднородной слоистой среде глубина проникновения тока зависит от соотношения мощностей и сопротивлений слоев в разрезе. В большинстве случаев глубина проникновения тока (т.е. глубина исследований) изменяется в пределах 0,1...0,25 расстояния между электродами А и В [8, 9]. Исходя из этого, глубина исследований составляла от 0,15 до 2,5 м. Обобщенные результаты измерений приводятся в табл. 2, где они сгруппированы по зонам техногенных модификаций. Результаты, полученные на основе фитоиндикации, коррелируют с данными геоэлектрических исследований методом сопротивления.
Для территории, где расположены фоновая луговая геосистема, характерно снижение кажущегося сопротивления с эффективной глубиной исследований, что обусловлено наличием водоносного горизонта (по данным замеров в скважинах уровень грунтовых вод находится на глубине 2...5 м) и особенностями геологического строения верхней части разреза (водноледниковые пески и супеси подстилаются моренными суглинками). В зоне ТМ-1 для всего изучаемого разреза характерно низкое кажущееся сопротивление (менее 10 Ом-м), что указывает на высокую степень засоления почвогрунтов и грунтовых вод. По сравнению с фоновой геосистемой кажущееся электрическое сопротивление почвогрунтов снижается в 28,4...33,2 раза (в зависимости от разноса питающих электродов). В зоне влияния отвалов (до 100 м от границы отвалов по направлению поверхностного и подземного стока) имеет место увеличение кажущегося сопротивления сверху вниз: наименьшее сопротивление имеет самая верхняя часть разреза (первые десятки см), а затем с глубиной сопротивление возрастает (примерно в 2 раза). Этот факт указывает на то, что источником химического загрязнения в этой зоне являются поверхностные воды, а направление движения загрязненных вод по вертикали - нисходящее. На расстоянии 100...200 м от границы отвалов фосфогипса по направлению стока дифференциация разреза по кажущемуся сопротивлению слабая, а по сравнению с зоной отвалов величина сопротивления увеличивается на порядок. Фитоиндикаторы показывают непосредственно поверхностный эффект загрязнения, а геоэлектрический метод позволяет судить о глубинной структуре загрязнения, в том числе направленности потока загрязняющих веществ.
На рис. показаны изменения кажущегося электрического сопротивления на эффективной глубине, соответствующей разносам АВ = 10 м, по профилю, пересекающему зону влияния отвалов фосфогипса.
В центральной части профиля наблюдается снижение сопротивления ниже 50 Омм, NDVI снижаются до 0,2...0,3, а SWVI - до отрицательных значений. При этом, зона снижения кажущегося сопротивления имеет большую протяженность, чем зона повреждения растительности, выделенная по вегетационным индексам. Это можно объяснить тем, что растительность отражает приповерхностное загрязнение (в пределах корнеобитаемого слоя), а геоэлектрический метод - загрязнение всей зоны аэрации и грунтовых вод.
Химическое загрязнения (преобладающие вещества-загрязнители - сульфат-ион, фосфат-ион, фтор-ион) верхней части геологической среды на территории отвалов фосфогипса и в зоне их влияния индицируется аномалиями низкого кажущегося электрического сопротивления (менее 10 Ом-м), измеряемого на разносах питающих электродов 3...10 м. Изолиния кажущегося сопротивления 10 Ом-м может служить границей зоны распространения загрязненного поверхностного стока с отвалов [11].
Фитоиндикаторы позволяют уточнить природу геоэлектрических аномалий. Так, например, удельное электрическое сопротивление массива почвогрунтов зависит от влажности, которая в свою очередь обусловлена глубиной залегания уровня грунтовых вод. Рост влажности при уменьшении глубины залегания грунтовых вод приводит к снижению кажущегося сопротивления. При отсутствии химического загрязнения увеличение влажности (до определенного предела), как правило, или никак не сказывается на проективном покрытии и видовом богатстве растительности, или приводит к росту этих показателей.
Заключение. В зоне влияния полигона отходов фосфогипса выделены техногенные модификации, которые надежно отличаются друг от друга и от исходной фоновой геосистемы по комплексу индикаторов. По градиенту химического загрязнения геосреды наблюдаются следующие изменения:
- общее проективное покрытие растительности снижается в 2,8 раза, а видовое богатство растительности - в 3 раза;
- величина NDVI снижается в 1,9 раза, GNDVI - в 1,8 раза, NBR - в 1,9 раза, SWVI - в 9,5 раза;
Рис. Изменения кажущегося электрического сопротивления (КЭС) на разносах АВ = 10 м и вегетационных индексов (БШУ! и МОУТ) по профилю через зону загрязнения почвогрунтов и грунтовых вод
- кажущееся электрическое сопротивление в интервале эффективных глубин 0,15...2,5 м снижается в 28,4...33,2 раза.
Зона максимального загрязнения геосреды характеризуется минимальными значениями вегетационных индексов (NDVI < 0,4, GNDVI < 0,4, NBR < 0,2, SWVI < 0,05) и аномалиями низкого удельного электрического сопротивления почвогрунтов (менее 10 Ом-м).
Геоэлектрический и фитоиндикационный методы дополняют друг друга: дистанционная и наземная фитоиндикация фиксирует приповерхностный эффект химического загрязнения геологической среды, а геоэлектрический метод прослеживает распространение загрязнения на различных глубинах. Применение геоэлектрических и фитоиндикационных методов для изучения состояния геологической среды в зоне влияния экологически опасных техногенных объектов позволяет осуществлять непрерывные площадные наблюдения при относительно низкой стоимости работ, без бурения скважин и нарушения растительно-почвенного покрова горными выработками.
Таким образом, комплекс методов, состоящий из фитоиндикации, геоэлектрического метода и многозональной космической съемки, позволяет быстро и эффективно оценить химическое загрязнение верхней части геологической среды.
Литература:
1. Дщух ЯП. Основи бюшдикацп. Ки'в: Наукова думка, 2012. 343 с.
2. Гусев А.П. Индикаторы деградации лесных ландшафтов Белорусского Полесья в зоне влияния химического производства // География и природные ресурсы. 2005. №4. С. 145-147.
3. Гусев А.П. Фитоиндикаторы техногенного подтопления в зоне влияния полигона промышленных отходов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2015. №1. С. 128-131.
4. Гусев А.П., Шпилевская Н.С. Фитоиндикаторы техногенного химического воздействия на луговые экосистемы // Экосистемы. 2020. Т.22. С. 53-59.
5. Комарова А.Ф., Журавлева И.В., Яблоков В.М. Открытые мультиспектраль-ные данные и основные методы дистанционного зондирования в изучении растительного покрова // Принципы экологии. 2016. №1. С. 40-74.
6. Василевич М.И., Елсаков В.В., Щанов В.М. Применение спутниковых методов исследования в мониторинге состояния лесных фитоценозов в зоне выбросов промышленного предприятия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т.11. №1. С. 30-42.
7. Yengoh G.T., Dent D., Olsson L., Tengberg A.E., Tucker C.J. The use of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to assess land degradation at multiple scales: a review of the current status, future trends, and practical considerations. Lund University Centre for Sustainability Studies LUCSUS, 2014. 80 p.
8. Frohlich R.K., Urich D.W., Fuller J., O'Reilly M. Use of geoelectrical methods in groundwater pollution surveys in a coastal environment // Journal of Applied Geophysics. 1994. Vol. 32 (2-3). P. 139-154.9.
9. Рудкин М.Д., Балоян Б.М., Хмелевской В.К. Геофизика на службе экологов, геологов и не только...: Теория и практика. М.: Изд-во «Угреша», 2018. 513 с.
10. Поздняков А.И., Шеин Е.В., Федотова А.В. и др. Оценка засоления почв и грунтовых вод методами электрического сопротивления. Астрахань: АГУ, 2013. 71 с.
11. Гусев А.П., Верутин М.Г., Калейчик П.А., Прилуцкий И.О., Шаврин И.А. Геоэлектрическая диагностика загрязнения геологической среды в зоне влияния полигона токсичных отходов // Вестник Пермского университета. Геология. 2019. Т . 1 8 . №1. С. 79-85.
12. Motohka T., Nasahara K.N., Oguma H., Tsuchida S. Applicability of Green-Red Vegetation Index for Remote Sensing of Vegetation Phenology // Remote Sensing. 2010. Vol. 2. P. 2369-2387.
13. Стыценко Ф.В., Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли. 2013. Т.10. №1. С. 254-266
14. Жирин В.М., Князева С.В., Эйдлина С.П. Многолетняя динамика вегетационных индексов темнохвойных лесов после повреждения сибирским шелкопрядом // Лесоведение. 2016. №1. С. 3-14.
15. Miller J.D., Quayle B. Calibration and Validation of Immediate Post-Fire Satellite-Derived Data to three severity metrics // Fire Ecology. 2015. Vol. 11. №2. P. 12-30.
Контактные данные:
Гусев Андрей Петрович, эл. почта: andi_gusev@maii.ru
© Гусев А.П., 2022
INTEGRA TION OF PHYTOINDICA TION AND GEOELECTRIC METHOD FOR ASSESSING THE POLLUTION OF THE GEOLOGICAL ENVIRONMENT (BY THE EXAMPLE OF A CHEMICAL WASTE DUMP)
A.P. Gusev*
Moscow State University of Geodesy and Cartography (MiiGAiK), Moscow, Russia *E-mail: andi_gusev@maii.ru
Abstract. The purpose of the research is to assess the pollution of the geological environment based on a complex of terrestrial and remote indicators. The object of research is the phosphogypsum waste dump of the Gomel chemical plant. A complex of methods has been developed and tested, consisting of geobotanical surveying, electrical profiling by the resistance method on a series of separations of the AB supply line and multi-zone satellite imagery (Sentinel-2 satellites). The following indicators were used: total projective vegetation cover, species richness, vegetation indices (NDVI, GNDVI, NBR, SWVI) and electrical resistivity of soils. This complex allows you to quickly and efficiently assess the chemical pollution of the upper part of the geological environment. In the zone of influence of the phosphogypsum waste dump, 2 technogenic modifications (TM-1, TM-2) of the natural meadow geosystem were identified by a complex of indicators. It was found that the following changes are observed along the gradient of chemical pollution of the geological environment: the total projective cover of vegetation decreases by 2,8 times, and the species richness of vegetation - by 3 times; the value of NDVI decreases 1,9 times, GNDVI - 1,8 times, NBR - 1,9 times, SWVI - 9,5 times; the apparent electrical resistance in the effective depth range of 0,15...2,5 m decreases 28,4...33,2 times. The zone of maximum contamination of the geoenvironment is characterized by minimum values of vegetation indices (NDVI < 0,4, GNDVI < 0,4, NBR < 0,2, SWVI < 0,05) and anomalies of low resistivity of soils (less than 10 Ohm m). Phytoindication and geoelectric methods complement each other: phytoindicators make it possible to clarify the nature of geoelectric anomalies; resistance method -to establish the probable causes of vegetation degradation.
Keywords: phytoindication, chemical pollution, geological environment, vegetation index, geoelectric method, apparent electrical resistance.
References 6. Vasilevich, M.I., Elsakov, V.V., Shchanov,
1. Didukh, Ya.P. Fundamentals of bioindi- VM Application of satellite research methods in cation. Kiev: Naukova Dumka, 2012. 343 p. monitoring the state of forest phytocen°ses in
2. Gusev, A.P. Indicators of degradation of the emission zone of an industrial enterprise // forest landscapes of the Belarusian Polissya in Modern problems of remote sensing of the the zone of influence of chemical production // Earth from space. 2014. 11(1). Pp. 30-42. Geography and natural resources. 2005. #4. 7 . Yengoh GT. Dent D Olsson
Pp 145-147 Tengberg, A.E., Tucker, C.J. The use of the
3. Gusev, A.P. Phytoindicators of N ormalize d Difference Vegetation Index technogenic flooding in the zone of influence of (NDVI) to assess land degradation at multiple the industrial waste landfill // Bulletin of the scales: a review of the current status, future
Voronezh State University. Series: Geology. trends and practical considerations. Lund 2015. # 1. Pp. 128-131. University Center for Sustainability Studies
4. Gusev, A.P., Shpilevskaya N.S. LUC SUS 2014. 80 p.
Phytoindicators of technogenic chemical impact 8. Frohlich, R.K., Urich, D.W., Fuller, J.,
on meadow ecosystems // Ecosystems. 2020. ^R^1^ M. Use of geoelectrical methods in #22. Pp. 53-59. groundwater pollution surveys in a coastal
5. Komarova, A.F., Zhuravleva, I.V., environment // Joumal of Applied Geophysics. Yablokov, V.M. Open multispectral data and 1994. 32(2-3). Pp. 139-154.9.
basic methods of remote sensing in the study of 9. Rudkin, M.D., Baloyan, B.M.,
vegetation // Principles of Ecology. 2016. #1. K^d^^ V K. Geophysics in the service Pp. 40-74. of ecologists, geologists and not only...: Theory
and practice. M.: Ugresha Publishing House, 2018. 513 p.
10. Pozdnyakov, A.I., Shein, E.V., Fedoto-va, A.V. Evaluation of salinization of soils and ground waters by methods of electrical resistance. Astrakhan: ASU, 2013. 71 p.
11. Gusev, A.P., Verutin, M.G., Kaleichik, P.A., Prilutsky, I.O., Shavrin, I.A. Geoelectric diagnostics of pollution of the geological environment in the zone of influence of the toxic waste landfill // Bulletin of the Perm University. Geology. 2019. 18(1). Pp. 79-85.
12. Motohka, T., Nasahara, K.N., Oguma, H., Tsuchida, S. Applicability of Green-Red Vegetation Index for Remote Sensing of Vegetation Phenology // Remote Sensing. 2010. #2. Pp. 2369-2387.
13. Stytsenko, F.V., Bartalev, S.A., Egorov, V.A., Lupyan, E.A. A method for assessing the degree of forest damage by fires based on MODIS satellite data // Modern problems of remote s ensing of the Earth. 2013. 10(1). Pp. 254-266
14. Zhirin, V.M., Knyazeva, S.V., Eidlina, S.P. Long-term dynamics of vegetation indices of dark coniferous forests after damage by the Siberian silkworm // Lesovedenie. 2016. #1. Pp. 3- 1 4.
15. Miller, J.D., Quayle, B. Calibration and Validation of Immediate Post-Fire Satellite-Derived Data to three severity metrics // Fire Ecology. 2015. 11(2). Pp. 12-30.
Contacts:
Andrei P. Gusev, andi_gusev@maii.ru
© Gusev, A.P., 2022
Гусев А.П. Комплексирование фитоиндикации и геоэлектрического метода для оценки загрязнения геологической среды (на примере полигона химических отходов) // Вектор ГеоНаук. 2022. Т.5. №1. С. 65-73. DOI: 10.24412/2619-0761-2022-1-65-73.
Gusev, A.P., 2022. Integration of phytoindication and geoelectric method for assessing the pollution of the geological environment (by the example of a chemical waste dump). Vector of Geosciences. 5(1). Pp. 65-73. DOI: 10.24412/2619-0761-2022-1-65-73.
