CC BY
15
УДК 528.7: 528.44: 504.73:551.21
DOI 10.52575/2712-7443-2022-46-4-555-573
Современное состояние растительного покрова вулкана Головнина по данным космических съемок (о. Кунашир, Курильские острова)
Мелкий В.А., Верхотуров А.А.
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Россия, 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б E-mail: [email protected]; [email protected]
Аннотация. Доступность и эффективность технологий аэрокосмического мониторинга дает возможность использовать его данные во многих направлениях научно-исследовательской деятельности. Вулканизм играет ведущую роль в формировании внешней оболочки Земли и растительного покрова, в частности. Растительный покров является чутким индикатором тенденций динамики процессов как эндогенных, так и экзогенных. Изменения его состояния могут служить внешними признаками изменений среды, которые могут быть зафиксированы при отсутствии возможности визуальных наблюдений или контактных измерений. Комплекс построек кальдеры вулкана Головнина является достаточно сложным объектом, который достоин внимательного изучения, во-первых, как действующий вулкан, во-вторых, как объект туристской привлекательности. В статье приведены результаты, полученные при исследовании растительного покрова вулкана, и картографические материалы, составленные на основании новых данных дистанционного зондирования Земли с применением геоинформационных технологий.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, вулканизм, карта растительности, геоинформационное картографирование, геодезическая привязка снимков
Для цитирования: Мелкий В.А., Верхотуров А.А. 2022. Современное состояние растительного покрова вулкана Головнина по данным космических съемок (о. Кунашир, Курильские острова). Региональные геосистемы, 46(4): 555-573. DOI: 10.52575/2712-7443-2022-46-4-555-573
Current State of the Vegetation Cover of Golovnin Volcano by Space Survey Data (Kunashir Island, Kuril Islands)
Vyacheslav A. Melkiy, Alexey A. Verkhoturov
Institute of Marine Geology and Geophysics, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences
1B Nauki St., Yuzhno-Sakhalinsk 693022, Russia E-mail: [email protected]; [email protected]
Abstract. Aerospace monitoring technologies make it possible to obtain a large amount of accessible and reliable information about state of the territory, which makes it possible to use this information in many areas of research activities. Volcanism plays a leading role in the formation of the Earth's outer shell, including vegetation cover. Vegetation cover is a sensitive indicator of trends in the dynamics of endogenous and exogenous processes. Changes in the state of vegetation can serve as external signs of changes in the environment, which can be record in the absence of visual observing or contact measurements. The complex of relief forms of the Golovnin's volcano caldera is a rather elaborate object that deserves careful researches, firstly, as active volcano, and secondly, as object of tourist attraction. The results, obtained during a comprehensive research of the vegetation cover of the volcano and cartographic materials compiled by new data using geoinformation technologies are presented in the article.
Keywords: remote sensing, volcanism, vegetation map, geoinformation mapping, geodetic snap of images
For citation: Melkiy V.A., Verkhoturov A.A. 2022. Current State of the Vegetation Cover of Golovnin Volcano by Space Survey Data (Kunashir Island, Kuril Islands). Regional Geosystems, 46(4): 555-573 (in Russian). DOI: 10.52575/2712-7443-2022-46-4-555-573
Введение
На Земле нет процессов, которые оказывают более значительное воздействие на окружающую среду, чем магматические: вулканизм играет ведущую роль в формировании внешней оболочки (земной коры, гидросферы, атмосферы и биосферы) и служит определяющим фактором геоэкологического состояния экосистем [Братков и др., 2021]; загрязнение атмосферы твердыми и летучими продуктами может вызвать значительное похолодание на поверхности всей планеты или какого-либо ее полушария [Братков и др., 2022]; формирование геофизических полей обеспечивает энергетические условия, в которых могут существовать живые организмы.
Вулканическая деятельность оказывает довольно разнообразное влияние на растительный покров. Различают как отрицательное, так и положительное воздействие вулканических процессов на растительность. Среди негативных факторов, поражающих растения, выделяют катастрофические, которые приводят к гибели как отдельных деревьев, так и больших массивов растительных сообществ вследствие механических повреждений листовых пластин, веток и стволов при выпадении крупнообломочной тефры, при прохождении взрывных волн, а также в результате термических ожогов раскаленными газами или пиро-кластическим материалом во время извержений. Лавовые потоки сносят на своем пути всякую растительность. Выпадение мощных слоев шлаков и пеплов уничтожает напочвенный, травяной и кустарниковый покров, а также наносит значительный урон лесным сообществам. Склоны построек активных вулканов зачастую представляют собой пустынные пространства. Большинство извержений продолжается несколько дней или недель. За это время направление господствующих ветров изменяется не так уж часто, поэтому отложение шлаков и пеплов происходит в каком-то определенном секторе вулкана. Растительность, включая крупные деревья, может быть уничтожена, как правило, на расстоянии 3-5 км от кратера в тех местах, где мощность отложений превышает 1 м [Гришин, 2019; Верхотуров, 2020; Гришин и др., 2021] (исключение: влк. Катмай, Аляска, 1912 г., где 1 м отложений выпал на расстоянии 40-45 км от эруптивного центра) [Болт и др., 1978].
Объекты и методы исследования
Объектом для исследования послужили данные космических съемок, которые использовались при изучении возможностей использования информации, получаемой при дешифрировании аэрокосмических изображений с целью составления карт состояния растительного покрова, подверженного воздействию проявлений вулканических процессов. Изучались космические снимки кальдеры вулкана Головнина (рис. 1), картографические материалы ее территории, проводились полевые геоботанические работы в границах различных ландшафтных единиц в пределах вулканической постройки.
В основу статьи положены результаты анализа космических снимков со спутника Sentinel-2, отражающих состояние растительного покрова вулканического комплекса кальдеры Головнина. При выполнении данного исследования осуществлялся выбор из ряда доступных космических снимков среднего пространственного разрешения систем Landsat 1-8 и Sentinel-2 за период с 1972 по 2022 г. [ВЕГА-Science ..., 2022; EarthExplorer ..., 2022]. Снимки подбирались в период наибольшего развития фитомассы (июль - октябрь) с отсутствием или же незначительным перекрытием интересующего района облаками. Предварительная обработка снимков включала радиометрическую и атмосферную коррекцию изображения с использованием программного комплекса QGIS с использованием известных методик [Boyte et al., 2017; Byer, Jin, 2017; Nghiem et al., 2018; Nguyen et al., 2018; Zanter, 2018; Mancino et al., 2020].
Рис. 1. Космический снимок кальдеры Головнина и ее местоположение на карте Fig. 1. Space image of the Golovnin caldera and its location on the map
Дополнительно при проведении исследований использовались снимки высокого разрешения с доступных сервисов Bestmaps и GoogleEarth [Bestmaps..., 2022; GoogleEarth..., 2022]. Картографирование осуществлялось при помощи ArcGIS.
Построение цифровой модели рельефа (ЦМР) выполнялось по данным, полученным при съемках с шаттла при реализации миссии Radar Topography Mission (SRTM) в период с 11 по 22 февраля 2000 г., доставленных на Землю челноком «Индевор». Шаттл с 60-метровой мачтой был самым большим космическим кораблем, летавшим в космосе. Пространственное разрешение полученной модели составляет по горизонтали 30 м, по вертикали - около 15 м. Для радиолокационной интерферометрии при съемке использовали радар с синтетической апертурой C/X-диапазона SIR-C/X-SAR с фазово-когерентными датчиками, обеспечившими получение двух изображений одновременно [Farr, Kobric, 2011; Takaku et al., 2018]. Данные интерферометрических съемок собраны на сайте SRTM [SRTM data, 2022].
При исследованиях состояния растительного покрова большое внимание уделялось изучению карт территории, составленных ранее, которые послужили источником информации о состоянии растительности в момент проведения съемок и позволили выявить изменения, произошедшие ко времени выполнения полевых работ. При подготовке статьи использовались топографические карты масштабов от 1: 50 000 (федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-внедренческий центр геоинформа-
ционных систем и технологий» - ФГУП «ГОСГИСЦЕНТР») до 1:2 000 000 на данную территорию. Большая подборка разномасштабных карт как топографических, так и тематических размещена на сайте «Retromap» [Подробная карта мира ..., 2022].
Выявление особенностей растительного покрова производилось на основе наблюдений, выполненных во время полевых работ в кальдере Головнина, а также анализа карт и статей «Атласа Курильских островов» [2009], карты лесов мира, обновляемой Глобальной лесной вахтой [Global Forest., 2022], а также ландшафтной карты мира [2022].
Полевые исследования растительных сообществ района проводилось на эталонных участках по проверенным методикам [Мелкий и др., 2020а, б; Мелкий и др., 2021]. Полевые описания имеют точную геодезическую привязку, обработаны, структурированы и подготовлены для использования.
Картографирование растительных сообществ производилось путем анализа космических снимков Sentinel-2, которые позволили выделить на изображениях классы, отличающиеся по спектральным признакам [Белова, Ершов, 2019; Fassnacht et al., 2019; Терехин, 2020]. Привязка контуров растительности к определенным интервалам высоты рельефа позволила оценить распределение типов лесов по высотным интервалам, выявленным по данным SRTM. Программные средства ГИС позволяют привязать полигоны по абсолютным высотам, крутизне склонов, экспозиции [Ukrainskiy et al., 2020].
Снимки, полученные по данным отдельных каналов сенсора, не дают возможности достаточно точно определить границу леса. Поэтому необходимо использовать различные аналитические методы определения растительных сообществ, отличающихся по спектральным характеристикам. Для определения границ различных лесных сообществ нами использовались следующие методы дешифрирования: 1) метод классификации; 2) метод соотношения спектральных каналов; 3) метод спектрального индекса [Малышева, 2018; Maxwell et al., 2018; Hermosilla et al., 2018; Ховратович и др., 2019; Hart et al., 2019].
Во время исследования кальдеры Головнина стояла задача выявления индикационных характеристик растительного покрова. Интересовали в первую очередь возможности получения сведений об изменениях растительности при воздействиях вулканических процессов, определение тенденций динамики сукцессионных процессов, а также выявление длительности периода формирования коренных лесных систем на участках, где растительность была полностью сведена при извержениях.
В качестве оценочного средства состояния растительного покрова применялся нормализованный относительный вегетационный индекс (NDVI), рассчитываемый в ArcGIS, который хорошо зарекомендовал себя при использовании в различных климатических условиях [Братков, Атаев, 2017; Атаев и др., 2018; Jin et al., 2018; Xu et al., 2018; Sun et al., 2018; Зуев и др., 2019; Heck et al., 2019; Suvanto et al., 2019; Корзников и др., 2019; Верхо-туров, 2020; Шарый и др., 2020; Гусев, 2022].
Результаты и их обсуждение
Кальдерный массив вулкана Головнина расположен на юге острова Кунашир и представляет собой две вложенные кальдеры, а также ряд небольших экструзивных куполов [Горшков, 1967; Новейший и современный ..., 2005], сложенных породами андезитодаци-тового или дацитового состава: 71,60 % - SiO2, 3,42 % - Na2O, 1,54 % - K2O [Мелкий, 2010]. Первое описание кальдеры выполнено Е.К. Мархининым [1959], им составлена подробная схема сольфатарных полей, исследованы физико-химические параметры термальных источников. Кальдерообразующее извержение произошло около 39 000 лет назад, что подтверждается радиоуглеродным датированием древесины из торфяника под слоем отложений в береговом обнажении Белозерского клифа (39200 ± 700 лет, ГИН-7901) [Разжигаева и др., 2000]. Можно предположить, что внутренняя кальдера образовалась позднее. Отло-
жения этого извержения перекрывают торфяник в Головнинском клифе, имеющий 14С-да-тировку 32 300 ± 500 лет (ГИН-8434) [Разжигаева и др., 2000]. Генетическая связь белозерских отложений с активностью вулкана Головнина подтверждается резким увеличением мощности слоев по мере приближения к вулканическому центру от 10 м (в 12-15 км) до 70 м (в 4-5 км). Вулканическая деятельность в кальдере Головнина охарактеризована в каталоге T. Симкина (Смитсонианский институт, Гавайи, США) [Siebert et al., 2011] (рис. 2). Последующая деятельность вулкана Головнина отмечалась в виде эксплозивных извержений из прорывов внутри кальдеры. Данные о мощности отложений тефры, размерах образцов сильных эксплозивных извержений в кальдере Головнина проанализированы в работах ряда исследователей. Радиоуглеродная датировка растительных остатков под отложениями раскаленных лавин, выполненная Л.Д. Сулержицким, дала возраст извержения 4200 лет [Горшков, 1967]. Отмечено извержение, которое произошло около 1000 л. н. А. Белоусов с соавторами и другие предположили, что последним значимым событием в кальдере Голов-нина было небольшое фреатическое извержение, произошедшее около 600 л. н. из кратера, где в настоящее время расположено озеро Кипящее [Казаков и др., 2021; Belousov et al., 2017]. В последние десятилетия на вулкане наблюдается сольфатарно-гидротермальная деятельность: в кальдере и на внешнем склоне постройки имеются выходы сольфатарных газов и гидротермальных вод [Жарков, Козлов, 2016; Рыбин и др., 2017].
Рис. 2. Сведения о деятельности вулкана Головнина в каталоге вулканов мира [Siebert et al., 2011] Fig. 2. Information about the activity of the volcano Golovnin in the catalog of volcanoes of the world [Siebert et al., 2011]
Пространственное распределение разнообразия растительного покрова во многом определяется особенностями рельефа и климатическими условиями территории. Остатки постройки докальдерного вулканического массива занимают южную часть о. Кунашир (рис. 3). Диаметр основания постройки 10 х 15 км. Внешние склоны докальдерного массива относительно пологие, с крутизной склонов, как правило, не более 15°. Древнюю внешнюю кальдерную котловину диаметром около 7 км, которую отмечал Е.К. Мархинин, можно провести на севере от кальдеры по цепи вершин с отметками высот 341, 342, 325, 302 и высоту 212 м восточнее современной бровки, с юга границы кальдер совпадают. Диаметр внутренней кальдерной котловины по бровке имеет размеры 4,5 х 5,5 км. Самыми высокими отметками отличаются вершины южного и северо-восточного бортов кальдеры (г. Головина - 541 м, г. Воробьева - 391 м). Бровка котловины располагается на высоте 300-350 м. Подножие бортов кальдеры находится на высоте 170 м. Поверхность дна кальдеры имеет слабый наклон к центру, где располагается озеро Горячее, площадь которого составляет 2,94 км2, урез воды в озере находится на высоте 128,8 м. На южном берегу озера Горячего расположены два сросшихся экструзивных купола - Центральный Западный и Центральный Восточный (высотой 251 и 234 м), которые служат водоразделом между оз. Горячим и оз. Кипящим. Урез воды озера Кипящего находится на высоте 139 м, площадь озера составляет 0,046 км2.
Рис. 3. Карта рельефа вулкана Головнина, построенная по данным SRTM и топографической карты масштаба 1: 100 000 (А) и схема уклонов в пределах его постройки Fig. 3. Relief map of the Golovnin volcano, built according by the data of a SRTM and a topographic map at a scale of 1: 100,000 and slope scheme within its construction
Природные условия на юге острова Кунашир предопределяются географическим положением. Остров расположен в умеренном климатическом поясе северного полушария Земли с таежной растительностью.
Для обеспечения хорошей дешифрируемости растительных сообществ использовались различные комбинации спектральных каналов 11-8-4 (SWIR-NIR-RED), либо 8-4-3 (NIR-RED-GREEN). Успешность выделения некоторых видов растительности в значительной степени зависит от сезона съемки. Для получения детальной характеристики породного состава лесов были использованы разносезонные снимки, причем наиболее информативными являлись снимки осеннего сезона, полученные в период окончания вегетации, пожелтения листвы и листопада (конец сентября). Использование разносезонных снимков позволило получить более детальную характеристику растительных сообществ, покрывающих вулканическую постройку.
В результате проведенной классификации при анализе космических снимков Senti-nel-2 выделены 7 классов, из которых 6 - растительные сообщества, отличающиеся по спектральным признакам (рис. 4). Правильность выделения классов растительности подтверждена при проведении полевых геоботанических исследований.
Рис. 4. Разделимость классов растительности вулкана Головнина на диаграмме рассеяния Fig. 4. Separability of vegetation classes of the Golovnin volcano on the scattering diagram
Флора и растительность о. Кунашир отличается большим разнообразием, что обусловлено воздействием вулканических извержений, влиянием теплого и холодного течений, муссонной циркуляцией атмосферы. Богатый флористический состав острова представлен 883 видами высших сосудистых растений. Лесистость Кунашира составляет 61 %, среди них пихтово-еловые занимают 67-68 %, лиственные - 17 %, кедровый стланик -16 % [Алексеева, 1992].
На вулкане Головина были выделены участки, покрытые следующими растительными сообществами:
- темнохвойными лесами;
- каменноберезовыми лесами;
- смешанными лесами;
- зарослями кедрового стланика;
- бамбучниками;
- луговыми сообществами.
Темнохвойные елово-пихтовые и пихтово-еловые леса (Picea yezoensis, Abies sacha-linensis, иногда Picea glehnii) зеленомошно-кустарниковые, травяно-кустарниковые, зеле-номошно-папоротниковые распространены преимущественно на склонах северной экспозиции (рис. 5а). Встречаются чистые ельники и пихтарники. Состав темнохвойных древо-стоев дополняют береза Эрмана (Betula ermanii), рябина смешанная (Sorbus commixtaHedl.), черемуха айнская или Сьори (Padus ssiori F. Schmidt), ильм горный (Ulmus glabra), встречается тис остроконечный (Taxus cuspidata Siebold & Zucc.). Подлесок состоит из кустов смородины широколистной (Ribes latifolium Jancz.), волчника иезского (Daphne jezoensis Maxim), бузины Зибольда (Sambucus sieboldiana (Miq.) Graebn.) и др. Травяной покров представлен майником камчатским (Maianthemum kamtschaticum Nakai), дереном (Cornus alba L.), кислицей заячьей (Oxalis acetosella L.) и др. Среди папоротников распространены щитовники амурский, австрийский и толстокорневищный (Dryopteris amurensis Takeda, D. austriaca Woynar, D. crassirhizoma Nakai) и чистоуст (Osmunda L.).
Каменноберезовые леса (Betula ermanii) в районе вулкана Головнина не сформировали единый выраженный высотный растительный пояс: иногда они опускаются к морским берегам, а также вклиниваются в хвойные и широколиственные леса (рис. 5б). Местами в каменноберезовых лесах или редколесье встречаются куртины кедрового стланика (Pinus pumila (Pall.) Regel). В подлеске каменноберезников преобладают бамбучники.
Смешанные леса на южных склонах вулканической постройки сформированы широколиственными лесообразующими породами: дубами кудрявым и зубчатым (Quercus crispula Blume; Q. dentata Thunb.), березами каменной (Betula ermanii Cham.) и плосколист-ной (Betulapendula Roth.), кленом Майра (Acer mayrii Schwer.). В хвойно-широколиствен-ных лесах очень часто основными лесообразующими породами являются все те же - пихта сахалинская и ель иезская. В смешанных древостоях также встречаются бархат сахалинский (Phellodendron sachalinense F. Schmidt), черемуха айнская (Padus ssiori F. Schmidt), ди-морфант (Kalopanax septemlobus (Thunb.) Koidz.), вишни сахалинская и Максимовича (Prunus kurilensis Miyabe, P. maximowiczii Rupr.), ильмы горный и японский (Ulmus laciniata, U. japonica), рябина (Sorbus commixta Hedl.). Только на самом юге вулканической постройки встречаются редкие клен японский (Acer japonicum Thunb.), береза Максимовича (Betula maximowicziana Regel), ботрокариум спорный (Bothrocaryum controversum (Hemsl.) Pojark.), магнолия обратнояйцевидная (Magnolia hypoleuca Siebold & Zucc.). На южных склонах также отмечается широкое распространение лиан: винограда Куанье (Vitis coignetiae Pulliat ex Planch.), гортензии черешчатой (Calyptranthepetiolaris (Siebold & Zucc.) Nakai), актинидий Коломикта и острой (Actinidia kolomikta (Maxim.) Maxim., A. arguta Siebold & Zucc.), сумаха восточного (Toxicodendron orientale Greene), схизофрагмы гортен-зиевидной (Schizophragma hydrangeoides Siebold & Zucc.) и др. В подлеске смешанных лесов распространены бамбучники (рис. 5в) [Алексеева, 1992].
Рис. 5. Растительные сообщества на вулкане Головнина: а - темнохвойные елово-пихтовые леса; б - каменноберезовые леса; в - смешанные леса и бамбучники в кальдере; г - кедровый стланик у озера Кипящего. Фото В.А. Мелкого Fig. 5. Plant communities on Golovnin Volcano: а - dark coniferous spruce-fir forests; б - stone birch forests; в - mixed forests and bamboo forests in the caldera; г - cedar elfin wood. Photo by V.A. Melkiy
Кедровый стланик (Pinuspumila (Pall.) Regel) на вулкане Головнина формирует фоновое сообщество (рис. 5г). Вечнозеленый кустарник не образует на склонах вулкана сплошного высотного пояса, потому что высоты здесь небольшие. Стелющаяся форма стланика является приспособлением к выживанию в многоснежных районах с суровым климатом. Растение использует своеобразный механизм предзимнего полегания стволов на землю при понижении температуры воздуха. Весной стланик снова поднимается.
Одним из фоновых ландшафтных растений территории является бамбучник (см. рис. 5в), который представлен тремя видами: курильским или Сугавары (Sasa kurilensis (Rupr.) Makino & Shibata), синанским (Sasa senanensis f. nobilis Makino & Uchida), колосковым (Sasa spiculosa (J.A. Schmidt) Makino). Густота и высота бамбучника зависит от освещенности. На открытых участках он достигает высоты 2,5 м. При достаточно высокой сомкнутости крон в роще из ели Глена южнее оз. Кипящего бамбук не растет вовсе. В зарослях бамбука встречаются золотарник курильский (Solidago kurilensis (Juz.) Vorosch.), мелколепестник канадский (Conyza canadensis (L.) Cronquist), зверобой камчатский (Hypericum kamtschaticum Ledeb.).
Высокотравную растительность также можно отнести к ландшафтным сообществам вулкана Головнина, которые повсеместно занимают берега ручьев и речек в распадках, поверхности делювиально-пролювиальных отложений у подножья береговых уступов там, где достаточно хорошо удерживается влага. В составе этих сообществ присутствуют гречихи сахалинская (Polygonum sachalinense F. Schmidt) и Вейриха (Polygonum weyrichii F. Schmidt), шеломайник камчатский (Filipendula camtschatica (Pall.) Maxim.), крестовник коноплелист-
ный (Senecio cannabifolius Less.), какалия мощная (Cacalia robusta Tolm.), крапива плоско-листная (Urtica platyphylla Wedd.), белокопытник широкий (Petasites japonicus Kitam.), дудник медвежий (Angelica ursina (Rupr.) Maxim), купырь лесной (Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm.) и др. Высокотравье достигает высоты 3,5-4 м.
На морских прибрежных террасах, обрамляющих вулканическую постройку распространены: шиповник морщинистый (Rosa rugosa Thunb.), морянка бутерлаковидная (Arenaria Ruppius ex L.), колосняк мягкий (Leymus mollis (Trin.) Pilg.), чина японская (Lathyrus japonicus Willd.), осоки малорослая (Carexpumila Thunb.) и большеголовая (Carex macrocephala Willd. ex Spreng.), полынь Стеллера (Artemisia stellerana Bess.), галения (Halenia corniculata (L.) Cornaz), мертензия морская (Mertensia maritima (L.) Gray). Песчаные дюны занимают крестовник лжеарниковый (Senecio pseudoarnica Less.) и норичник Грея (Scrophularia alata A. Gray). На берегу можно встретить виноград (Vitis coignetiae Pulliat ex Planch.), сумах восточный (Toxicodendron orientale Greene), лимонник (Schisandra chinensis (Turcz.) Baill.), малину мелколистную (Rubus parvifolius L.). На скалах растут крупка курильская (Draba kurilensis (Turcz.) N. Busch), нивяник курильский (Leucanthemum kurilense (Tzvelev) Vorosch.), камнеломка Форчуна (Saxifraga fortunei Hook.), лапчатка крупноцветковая (Potentilla megalantha Takeda), водосбор вееровидный (Aquilegia flabellata Siebold & Zucc.), первоцвет клинолистный (Primula cuneifolia Ledeb.), звездчатка иглицелистная (Stellaria ruscifolia D. F. K. Schltdl.), остролодочник вдавленный (Oxytropis retusa Matsum.), лигустикум Хуль-тена (Ligusticum hultenii Fernald), вероника Шмидта (Veronica schmidtiana Rgl.) и др. На переувлажненных почвах на берегах водотоков и водоемов растут вахта трехлистная (Menyanthes trifoliata L.), рогоз широколистный (Typha latifolia L.), сабельник болотный (Comarum palustre Lamb.). Около старых пней в лесах растет красника (Vaccinium praestans L.), на открытых пространствах - брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), на кочках болот - клюква (Vaccinium oxycoccos L.) [Алексеева, 1992].
Динамика состояния растительности на вулканах хорошо прослеживается с помощью данных аэрокосмических съемок [Ганзей, 2О15; Teltscher, Fassnach, 2018; Biass et al., 2019]. Воздействие вулканических процессов на растительный покров различают непосредственное и косвенное. Непосредственное влияние на растительность может быть катастрофическим (приводит к гибели фитоценоза), сукцессионным (когда претерпевает изменения), и импульвериза-ционным, связанным с привносом в почву минеральных частиц, изменением состава атмосферы и компонентов биогеоценоза. Прямое воздействие проявлений вулканической деятельности: повреждение и уничтожение группировок растительности взрывной воздушной волной, отложениями взрывов, пирокластическими и лавовыми потоками, игнимбритовыми отложениями; запыление и повреждение надземных частей растений пирокластикой; повреждение растений агрессивными химическими соединениями. К полному уничтожению растительности приводят частые пеплопады. Активные вулканы обычно окружены безжизненными пространствами, покрытыми мощными отложениями вулканических пеплов и шлаков.
Импульверизационное косвенное влияние обусловлено преобразованием окружающей среды в результате изменения климатических факторов (снижение прихода лучистой энергии вследствие загрязнения атмосферы вулканической пылью, формирование специфического микроклимата в районе сольфатарных полей и около гидротермальных источников); трансформации почвенно-гидрологических условий (нарушение системы стока в результате отложения мощного пирокластического чехла и выпахивания почв новыми лавовыми потоками, изменение уровня грунтовых вод); изменения состава атмосферы (увеличение концентрации углекислого газа, хлористого водорода, сернистого газа и других химических соединений и элементов, уровня радиоактивности), которые приводят к нарушениям сложившихся отношений в биоценозе.
На площадках прогрева термальными водами внутри кальдеры Головнина отмечено пять сольфатарных полей с выходами термальных источников (около двадцати) [Жарков, 2О14; Жарков, Козлов, 2О16]. На периферии вулкана находятся две группы
Алехинских термальных источников (северные и южные) и Внешнее сольфатарное поле. Температура сольфатар достигает 100 °С (на Центральном Западном поле - 102,5 °С) [Жарков, Козлов, 2016]. В газовом составе термальных источников и сольфатар преобладают СО2, H2S, N2, HCl, SO2. Сольфатарные поля практически лишены растительности. Ближе всех растений возле сольфатарных полей (10-15 м) произрастают отдельные особи спиреи Бовера (Spiraea beauverdiana), рейнутрии или гречихи сахалинской (Reynoutria sachalinensis (Fr. Schmidt) Nakai). Растения имеет полную жизненность: цветут и плодоносят, видимых повреждений на листьях и стеблях растений нет [Вацерионова и др., 2021]. На площадках прогрева термальными водами внутри кальдеры, по мере удаления от сольфатарных полей, количество растений на единицу площади увеличивается: вместе с группами Spiraea и Reynoutria встречаются куртины шикши сибирской (Empetrum sibiricum V. Vassil.), багульника подбела (Ledum hypoleucum Kom.), овсяницы японской (Festuca japonica Makino) и др.
Термальные воды источников являются напорными и характеризуются преимущественно трещинно-жильным типом циркуляции. Температура воды на выходе от 60 до 95°С. Химический состав вод довольно разнообразен: от субнейтральных и слабощелочных (рН = 6-8,5), гидрокарбонатно-сульфатных натриево-кальциевых до кислых (рН = 2-2,5), сульфатных натриевых, что объясняется сложными процессами взаимодействия в системе «вода-порода» [Shvartsev et al., 2018; Kharitonova et al., 2020]. В термальных водах практически всегда присутствуют SiO2, Fe3+, Fe2+, Mg2+, Mn2+, Ca2+, Na+, Zn2+, Ga3+, Rb+, Sb3+, As3+ и гидротермальный a-кварц, которые привносятся при выщелачивании андезита в кислой среде водного раствора. Кислые (рН = 2,5), хлоридно -сульфатные натриевые воды оз. Кипящего в местах выхода сольфатар имеют температуру до 90°С. Почва вблизи источников всегда прогрета до 15-35°С, что обеспечивает формирование своеобразных фитоценозов и ландшафтов: трава и зеленые мхи растут здесь круглый год, вегетационный период кустарничков, кустарников и древесной растительности также растянут во времени [Нешатаева и др., 2021]. Растительность плотно заселяет поверхностный слой почвы [Вацерионова и др., 2021].
Воздействие вулканических процессов в последние тысячелетия на растительный покров окрестностей вулкана Головнина в разных направлениях было довольно разнообразным, что нашло отражение на карте растительности (рис. 6). Склоны вулкана в северном и восточном направлениях от кальдеры покрывают темнохвойные леса, которые были изменены в меньшей степени, чем растительность на других склонах. Распределение лесов в юго-восточном секторе вулкана показывает наличие существенного воздействия вулканических процессов на растительность. В пределах юго-западного сектора наблюдается заселение территории темнохвойными и лиственными породами, что свидетельствует о завершающих стадиях растительных сукцессий и длительном отсутствии значительных повреждений древостоев.
Сведение растительного покрова на отдельных участках, быстрое заселение пионерной растительностью, а затем и древесными видами, приводит к увеличению ландшафтного разнообразия, и, как следствие, пейзажно-эстетической привлекательности ландшафтов. Использование туристско-ресурсного потенциала вулканогенных объектов Курильских островов представляет большой интерес. Развитие транспортного сообщения, расширение всесезонного использования гостиниц и техническое обеспечение путешествий в зимний период позволит существенно усилить значение туризма в отраслевой специализации экономического развития островов.
Условные обозначения
Темнохвойные леса (ель, пихта), местами лиановме. с фрагментами темнохвойно-широколист венных лесов
Каменнобсрезовые леса, с примесью широколиственных порол, часто с бамбучниками
Смешанные леса (хвойные, широколиствен и ые и мелколиственные породы) Кедровый стланик с примесью бамбука курильского и береты каменной Бамбучники с примесью широкатиственных пород, куртин кедрового стланика Безлесные территории, луга кустарниково-раэнот равные, вей пиковые
Рис. 6. Карта распространения растительных сообществ на вулкане Головнина Fig. 6. A map of the prevalence of plant communities on the Golovnin volcano
Заключение
Восстановление растительного покрова по составу до коренных хвойных бореальных лесов, характерных для климатических условий юга Курильских островов, на рыхлых вулканических отложениях после полного уничтожения может продолжаться несколько сотен лет, а на поверхности лавовых потоков - даже тысячелетий. Состав и структура растительного покрова постройки вулкана Головнина хранят следы катастрофических извержений, которые произошли много веков назад.
Распределение темнохвойных лесов в пределах постройки вулкана Головнина свидетельствует о том, что катастрофическому воздействию в последние тысячелетия подвергались биогеоценозы южного и в меньшей степени юго-восточного секторов: восстановление лесных коренных сообществ не завершилось по настоящее время (сплошное покрытие отсутствует).
Изменения растительного покрова внутри кальдеры и за ее бортом в юго-восточном секторе представляются наиболее молодыми. В этом направлении, вероятнее всего, происходило распространение продуктов последних извержений, произошедших на вулкане. Характер распространения смешанных лесов в юго-западном секторе вулкана предопределен отсутствием существенного воздействия вулканических процессов на растительность. В пределах сектора наблюдается значительное мозаичное заселение территории темнохвойными и лиственными породами. В меньшей степени воздействию вулканических процессов в последние тысячелетия подвергался растительный покров склонов северной экспозиции постройки вулкана. Увеличение ландшафтного разнообразия в результате воздействия вулканических процессов на растительность только повышает привлекательность вулкана Головнина как объекта для туристских путешествий.
Список источников
Атлас Курильских островов. 2009. Под ред. Комедчикова Н.Н. и др., отв. ред.-карт. Федорова Е.Я.
М., Дизайн. Информация. Картография; Владивосток, Феория, 516 с. Братков В В., Заурбеков Ш.Ш., Мелкий В.А., Вазарханов А.А. 2021. Геоэкология. М., КНОРУС, 282 с. Братков В.В., Луговской А.М., Мелкий В.А., Верхотуров А.А. 2022. Метеорология и климатология. М., КНОРУС, 240 с.
ВЕГА-Science: уникальный инструмент научного анализа данных спутниковых наблюдений (ИКИ
РАН). Электронный ресурс. URL: http://sci-vega.ru (дата обращения 05.07.2022). Ландшафтная карта мира, разработанная в рамках проекта openstreetmap.org. Электронный ресурс. URL: http://retromap.ru/0420098_z13_43.857987,505.54404&leftwm=1 (дата обращения 05.07.2022).
Малышева Н.В. 2018. Основы автоматизированного дешифрирования аэрокосмических снимков
лесов с использованием ГИС. М., МЭСХ, 136 с. Подробная карта мира - v.2 (до 1:50K) 1980-х годов. Электронный ресурс.
URL: http://retromap.ru/161985_43.855697,145.51219 (дата обращения 05.07.2022). BestMaps.ru. URL: https://bestmaps.ru/map/esri/sat/15/43.8641/145.5033 (accessed: 05.07.2022). EarthExplorer. United States Geological Survey (USGS). Electronic resource.
URL: https://earthexplorer.usgs.gov (accessed: 05.07.2022). Global Forest Watch. Electronic resource. URL: https://www.globalforestwatch.org/map/ (accessed: 05.07.2022).
GoogleEarth. Electronic resource. URL: https://earth.google.com/ (accessed: 05.07.2022). SRTM data. Consortium for Spatial Information CGIAR. 2004-2022. Electronic resource. URL: https://srtm.csi.cgiar.org/srtmdata/ (accessed: 05.07.2022).
Список литературы
Алексеева Л.М. 1992. Мир растений. Южные Курильские острова. Южно-Сахалинск, Институт
морской геологии и геофизики ДВО РАН, 259 с. Атаев З.В., Братков В.В., Гаджибеков М.И. 2018. Сезонная и многолетняя динамика полупустынных ландшафтов Северо-Западного Прикаспия (на примере можжевелового урочища «Буруны» Терско-Кумской низменности). Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки, 12(4): 34-48. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12 -4-34-48 Белова Е.И., Ершов Д.В. 2019. Исследование возможности оценки возобновления лесной растительности после сплошных рубок по спутниковым данным LANDSAT (на примере Брянского Полесья). Вопросы лесной науки, 2(4): 1-20. DOI: 10.31509/2658-607x-2019-2-4-1-20 Болт Б.А., Хорн У.Л., Макдоналд Г.А., Скотт Р.Ф. 1978. Геологические стихии. Пер. с англ.
Б.А. Борисова. Под ред. Н.В. Шебалина. М., Мир, 440 с. Братков В.В., Атаев З.В. 2017. Оценка влияния современных климатических условий на природно-территориальные комплексы северо-восточного Кавказа (по материалам дистанционного зондирования Земли). Мониторинг. Наука и технологии, 2(31): 6-14.
Вацерионова Е.О., Копанина А.В., Власова И.И. 2021. Структура коры однолетнего стебля Spiraea beauverdiana (Rosaceae) в условиях сольфатарных полей вулкана кальдеры Головнина (остров Кунашир, южные Курильские острова). Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН, 25: 1-15. DOI: 10.17581/bbgi2501 Верхотуров А.А. 2020. Анализ изменений состояния экосистем на острове Атласова (Курильские острова). Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 25(3): 139-150. DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-3-139-150 Ганзей К.С. 2015. Сценарии изменения ландшафтного разнообразия островов под воздействием
вулканизма. Доклады академии наук, 461(3): 338-342. DOI: 10.7868/S0869565215090182 Горшков Г.С. 1967. Вулканизм Курильской островной дуги. М., Наука, 287 с.
Гришин С.Ю. 2019. Основные тенденции динамики растительности на территории, испытавшей воздействие катастрофического извержения вулкана Безымянный 30 марта 1956 г. (Камчатка). Известия Русского географического общества, 151(5): 32-47. DOI: 10.31857/S0869607121050049 Гришин С.Ю., Перепелкина П.А., Бурдуковский М.Л., Лазарев А.Г. 2021. Пеплопад вулкана Шивелуч (Камчатка) 29 августа 2019 г. и его воздействие на растительность. Известия Русского географического общества, 153(5): 34-47. DOI: 10.31857/S0869607121050049 Гусев А.П. 2022. NDVI как индикатор климатогенных реакций геосистем (на примере юго-востока
Беларуси). Региональные геосистемы, 46(2): 200-209. DOI 10.52575/27127443-2022-46-2-200-209 Жарков Р.В. 2014. Термальные источники Южных Курильских островов. Владивосток, Дальнаука, 378 с. Жарков Р.В., Козлов Д.Н. 2016. Современная поствулканическая активность в кальдере Головнина
(о. Кунашир, Курильские о-ва). Мониторинг. Наука и технологии, 1(26): 12-18. Зуев В.В., Короткова Е.М., Павлинский А.В. 2019. Климатически обусловленные изменения растительного покрова тайги и тундры Западной Сибири в 1982-2015 гг. по данным спутниковых наблюдений. Исследование Земли из космоса, 6: 66-76. DOI: 10.31857/S020596142019666-76 Казаков А.И., Веселов О.В., Козлов Д.Н. 2021. Статистический анализ распределения продуктов фреатического извержения в кальдере вулкана Головнина (о. Кунашир, Курильские острова). Геосистемы переходных зон, 5(1): 14-26. DOI: 10.30730/gtrz.2021.5.1.014-026 Корзников К.А., Кислов Д.Е., Крестов П.В. 2019. Моделирование биоклиматического ареала крупнотравных сообществ северо-восточной Азии. Экология, 3: 196-204. DOI: 10.1134/S0367059719030090 Мархинин Е.К. 1959. Вулканы острова Кунашир. Труды лаборатории вулканологии АН СССР, 17: 64-110. Мелкий В.А. 2010. Петрогенезис железо-титан-оксидных минералов в вулканических комплексах
Большой Курильской гряды. Южно-Сахалинск, СахГУ, 144 с. Мелкий В.А., Верхотуров А.А., Братков В.В. 2021. Оценка воздействия эксплозивных извержений вулкана Тятя (о. Кунашир, Курильские острова) на растительный покров по данным дистанционного зондирования Земли. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, 65(2): 184-193. DOI: 10.30533/0536-101X-2021-65-2-184-193 Мелкий В.А., Верхотуров А.А., Братков В.В. 2020а. Влияние климата на состояние северной части елово-пихтовой подзоны темнохвойных бореальных лесов острова Сахалин. Региональные геосистемы, 44(4): 415-431. DOI: 10.18413/2712-7443-2020-44-4-415-431 Мелкий В.А., Братков В.В., Верхотуров А.А., Долгополов Д.В. 2020б. Динамика вулканогенных ландшафтов острова Кунашир (Курильские острова). Мониторинг. Наука и технологии, 2(44): 31-41. DOI: https://doi.org/10.25714/MNT.2020.44.005 Нешатаева В.Ю., Якубов В.В., Кузьмина Е.Ю., Потемкин А.Д., Кириченко В.Е. 2021. Очерк флоры и растительности окрестностей термальных источников побережья лагуны Тинтикун (Олюторский залив Берингова моря). Ботанический журнал, 106(12): 1204-1226. DOI: 10.31857/S0006813621120061 Новейший и современный вулканизм на территории России. 2005. Лаверов Н.П., Добрецов Н.Л.,
Богатиков О.А., Бондур В.Г. и др. / Отв. ред. Н.П. Лаверов. М., Наука, 604 с. Разжигаева Н.Г., Гребенникова Т.А., Базарова В.Д., Сулержицкий Л.Д., Мохова Л.М., Ганзей Л.А., Пушкарь В.С., Чернов А.В. 2000. Континентальный поздний плейстоцен о. Кунашир (Курильские острова). Тихоокеанская геология, 19(2): 73-86.
Рыбин А.В., Чибисова М.В., Дегтерев А.В., Гурьянов В.Б. 2017. Вулканическая активность на Курильских островах в XXI в. Вестник Дальневосточного отделения Российской Академии Наук, 1(191): 51-61.
Терехин Э.А. 2020. Многолетняя динамика спектрально-отражательных свойств участков лесовосстановления в лесах юга Среднерусской возвышенности. Региональные геосистемы, 44(2): 210-220. DOI 10.18413/2712-7443-2020-44-2-210-220 Ховратович Т.С., Барталев С.А., Кашницкий А.Б. 2019. Метод детектирования изменений лесов на основе подпиксельной оценки проективного покрытия древесного полога по разновременным спутниковым изображениям. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 16(4): 102-110. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-102-110 Шарый П.А., Шарая Л.С., Сидякина Л.В. 2020. Связь NDVI лесов и характеристик климата Волжского бассейна. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 17(4): 154-163. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-4-154-163 Belousov A., Belousova M., Kozlov D. 2017. Strong Hydrothermal Eruption 600 BP Inside Golovnin Caldera, Kunashir Island, Kurile arc. In: 19th EGU General Assembly, EGU 2017: Proceedings from the conference held 23-28 April 2017, Vienna, Austria: 7596. Biass S., Bonadonna C., Houghton B.F. 2019. A Step-by-Step Evaluation of Empirical Methods to Quantify Eruption Source Parameters from Tephra-Fall Deposits. Journal of Applied Volcanology, 8, 1. DOI: 10.1186/s13617-018-0081-1 Boyte S., Wylie B., Rigge M., Dahal D. 2017. Fusing MODIS with Landsat-8 Data to Downscale Weekly Normalized Difference Vegetation Index Estimates for Central Great Basin Rangelands, USA. GIScience and Remote Sensing, 55(3): 376-399. DOI: 10.1080/15481603.2017.1382065 Byer S., Jin Y. 2017. Detecting Drought-Induced Tree Mortality in Sierra Nevada Forests with Time Series
of Satellite Data. Remote Sensing, 9: 14-17. DOI: 10.3390/rs9090929 Farr T.G., Kobrick M. 2011. Shuttle Radar Topography Mission Produces a Wealth of Data. Eos,
Transactions American Geophysical Union, 81(48): 583-585. DOI: 10.1029/EO081i048p00583. Fassnacht F.E., Schiller C., Kattenborn T., Zhao X., Qu J.A. 2019. Landsat-Based Vegetation Trend Product of the Tibetan Plateau for the Time-Period 1990-2018. Scientific Data,6(78): 1-11. DOI: 10.1038/s41597-019-0075-9 Hart E., Sim K., Kamimura K., Meredieu C., Guyon D., Gardiner B. 2019. Use of Machine Learning Techniques to Model Wind Damage to Forests. Agricultural and Forest Meteorology, 265: 16-29. DOI: 10.1016/j.agrformet.2018.10.022 Heck E., de Beurs K.M., Owsley B.C., Henebry G.M. 2019. Evaluation of the MODIS Collections 5 and 6 for Change Analysis of Vegetation and Land Surface Temperature Dynamics in North and South America. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 156: 121-134. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2019.07.011 Hermosilla T., Wulder M., White J., Coops N., Hobart G. 2018. Disturbance-Informed Annual Land Cover Classification Maps of Canada's Forested Ecosystems for a 29-Year Landsat Time Series. Canadian Journal of Remote Sensing, 44(1): 67-87. DOI: 10.1080/07038992.2018.1437719 Jin Y., Liu X., Chen Y., Liang X. 2018. Land-Cover Mapping Using Random Forest Classification and Incorporating NDVI Time-Series and Texture: a Case Study of Central Shandong. International Journal of Remote Sensing, 39(23): 1-21. DOI: 10.1080/01431161.2018.1490976 Kharitonova N.A., Chelnokov G.A., Bragin I.V. Chudaev O.V., Shand P., Funikova V.V. 2020. Major and Trace Element Geochemistry of CO2-Rich Groundwater in the Volcanic Aquifer System of the Eastern Sikhote-Alin (Russia). Environmental Earth Sciences, 79: 55. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-019-8697-y Mancino G., Ferrara A., Padula A., Nole A. 2020. Cross-Comparison between Landsat 8 (OLI) and Landsat 7 (ETM+) Derived Vegetation Indices in a Mediterranean Environment. Remote Sensing, 12(2): 291. DOI: 10.3390/rs12020291
Maxwell A.E., Warner T.A., Fang F. 2018. Implementation of Machine-Learning Classification in Remote Sensing: An Applied Review. International Journal of Remote Sensing, 39(9): 2784-2817. DOI: 10.1080/01431161.2018.1433343 Nghiem V.T., Nguyen M.N., Tran V.A., Do T.P.T. 2018. Study Method for Testing Image Quality of Optical Remote Sensing Satellite of Vietnam. Journal of Applied Mathematics and Computation, 2(9): 357-365. DOI: 10.26855/jamc.2018.09.001
Nguyen M.N., Tran V.A., Nghiem V.T., Do T.P.T. 2018. Method of quality validation for Vietnam's optical remote sensing based on test sites (polygon). Processing Vietnamese National Science and Technology Conference Surveying and Mapping, 5 October 2018 Hanoi, Vietnam: 401-409 Shvartsev S.L., Tokarenko O.G., Zippa E.V., Sun Z., Gao B., Borzenko S.V. 2018. Geochemistry of the Thermal Waters in Jiangxi Province, China. Applied Geochemistry, 96: 113-130. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2018.06.010 Siebert L., Simkin T., Kimberly P. 2011. Volcanoes of the World. 3rd edn. Smithsonian Institution,
Washington DC. University of California, Berkeley, 551 p. Sun C., Fagherazzi S., Liu Y. 2018. Classification Mapping of Salt Marsh Vegetation by Flexible Monthly NDVI Time-Series Using Landsat Imagery. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 213: 61-80. DOI: 10.1016/j.ecss.2018.08.007 Suvanto S., Peltoniemi M., Tuominen S., Strandström M., Lehtonen A. 2019. High-Resolution Mapping of Forest Vulnerability to Wind for Disturbance-Aware Forestry. Forest Ecology and Management, 453: 117619. DOI: 10.1101/666305 Takaku J., Tadono T., Tsutsui K., Ichikawa M. 2018. Quality Improvements of 'AW3D' Global DSM Derived from Alos Prism. In: IGARSS 2018 - 2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 04 November 2018, Spain, Valencia: 1612-1615. DOI: 10.1109/IGARSS.2018.8518360 Teltscher K., Fassnacht F.E. 2018. Using Multispectral Landsat and Sentinel-2 Satellite Data to Investigate Vegetation Change at Mount St. Helens Since the Great Volcanic Eruption in 1980. Journal Mountain Science, 15: 1851-1867. DOI: 10.1007/s11629-018-4869-6 Ukrainskiy P., Terekhin E., Lisetskii F., Zelenskaya E., Gusarov A. 2020. The Influence of Relief on the Density of Light-Forest Trees within the Small-Dry-Valley Network of Uplands in the Forest-Steppe Zone of Eastern Europe. Geosciences (Switzerland), 10(11): 1-18. DOI: 10.3390/geosciences 10110420 Xu H., Qi S., Gong P., Liu C., Wang J. 2018. Long-Term Monitoring of Citrus Orchard Dynamics Using Time-Series Landsat Data: a Case Study in Southern China. International Journal of Remote Sensing, 39(22): 8271-8292. DOI: 10.1080/01431161.2018.1483088 Zanter K. 2018. Landsat 8 Surface Reflectance Code (LASRC) Product Guide. Department of the Interior U.S.: 34 p.
References
Alekseeva L.M. 1992. Mir rasteniy. Yuzhnyye Kurilskiye ostrova [World of plants. Southern Kuril Islands].
Yuzhno-Sakhalinsk, Pabl. Institut morskoy geologii i geofiziki DVO RAN, 259 p. Atayev Z.V., Bratkov V.V., Gadzhibekov M.I. 2018. Seasonal and Long-Term Dynamics of the Northwest Pre-Caspian Semi-Desert Landscapes (Exemplified by Juniper Tract "Buruny" of the Terek-Kuma Lowland). Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences, 12(4): 34-48 (in Russian). DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12 -4-34-48 Belova E.I., Ershov D.V. 2019. Using LANDSAT Time Series for Assessing Reforestation on Clear Cuts in Bryansk
Region. Forest Science Issues, 2(4): 1-20 (in Russian). DOI: 10.31509/2658-607x-2019-2-4-1-20 Bolt B.A., Horn W.L., McDonald G.A., Scott R.F. 1978. Geologicheskiye stikhii [Geological Hazards].
Transl. from English. B.A. Borisov. Ed. N.V. Shebalin. Moscow, Pabl. Mir, 440 p. Bratkov V.V., Ataev Z.V. 2017. Evaluation of the Influence of Current Climatic Conditions on the Natural Territorial Complexes of the North-Eastern Caucasus (Based on the Earth's Remote Sensing Data). Monitoring. Science and Technologies, 2(31): 6-14 (in Russian). Vatserionova E.O., Kopanina A.V., Vlasova I.I. 2021. The Structure of the Bark of the Annual Stem of Spiraea Beauverdiana (Rosaceae) in the Conditions of the Solfatar Fields of the Golovnin Volcano's Caldera (Kunashir, South Kuril Islands). Byulleten' Botanicheskogo sada-instituta DVO RAN, 25: 1-15 (in Russian). DOI: 10.17581/bbgi2501 Verkhoturov A.A. 2020. Analysis of Changes in the State of Ecosystems on Atlasov Island (Kuril Islands). Vestnik of SGUGT (Siberian State University of Geo-Systems and Technologies), 25(3), 139-150 (in Russian). DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-3-139-150 Ganzey K.S. 2015. Stsenarii izmeneniya landshaftnogo raznoobraziya ostrovov pod vozdey-stviyem vulkanizma [Scenarios of Changes in the Landscape Diversity of the Islands Under the Influence of Volcanism]. Doklady akademii nauk, 461 (3): 338-342. DOI: 10.7868/S0869565215090182
Gorshkov G.S. 1967. Vulkanizm Kurilskoy ostrovnoy dugi [Volcanism of the Kurile island arc]. Moscow, Pabl. Nauka, 287 p.
Grishin S.Yu. 2019. The Main Trends in the Dynamics of Vegetation in the Territory Affected by the Catastrophic Eruption of Bezymyanny Volcano on March 30, 1956 (Kamchatka). Proceedings of the Russian Geographical Society, 151(5): 32-47 (in Russian). DOI: 10.31857/S0869-6071151532-47 Grishin S.Yu., Perepelkina P.A., Burdukovsky M.L., Lazarev A.G. 2021. Ashfall of Shiveluch Volcano (Kamchatka) on August 29, 2019 and Its Impact on Vegetation. Proceedings of the Russian Geographical Society, 153(5): 34-47 (in Russian). DOI: 10.31857/S0869607121050049 Gusev A.P. 2022. NDVI as an Indicator of Climatogenic Responses of Geosystems (on the Example of the South-East of Belarus). Regional Geosystems, 46(2): 200-209 (in Russian). DOI 10.52575/27127443-2022-46-2-200-209
Zharkov R.V. 2014. Termalnyye istochniki Yuzhnykh Kurilskikh ostrovov [Thermal springs of the South
Kuril Islands]. Vladivostok, Pabl. Dalnauka: 378 p. Zharkov R.V., Kozlov D.N. 2016. Modern Post-Volcanic Activity in the Golovnin Caldera (Kunashir Island,
Kuril Islands). Monitoring. Science and Technology, 1(26): 12-18 (in Russian). Zuev V.V., Korotkova E.M., Pavlinskiy A.V. 2019. Climate-Related Changes in the Vegetation Cover ofthe Taiga and Tundra of Western Siberia in 1982-2015 According to Satellite Observations. Earth Observation and Remote Sensing, 6: 66-76 (in Russian). DOI: 10.31857/S0205-96142019666-76 Kazakov A.I., Veselov O.V., Kozlov D.N. 2021. Statistical Analysis of the Distribution of Phreatic Eruption Products in the Caldera of the Golovnin Volcano (Kunashir Island, Kuril Islands). Geosystems of Transition Zones, 5(1): 14-26 (in Russian). DOI: 10.30730/gtrz.2021.5.1.014-026 Korznikov K.A., Kislov D.E., Krestov P.V. 2019. Modeling the Bioclimatic Range of Tall Herb Communities in Northeastern Asia. Russian Journal of Ecology, 50(3): 241-248. DOI: 10.1134/S1067413619030093 Markhinin E.K. 1959. Vulkany ostrova Kunashir [Volcanoes of Kunashir Island]. Trudy laboratorii
vulkanologii AN SSSR, 17: 64-110. Melkiy V.A. 2010. Petrogenezis zhelezo-titan-oksidnykh mineralov v vulkanicheskikh kompleksakh Bolshoy Kurilskoy gryady [Petrogenesis of iron-titanium oxide minerals in the volcanic complexes of the Greater Kuril Ridge]. Yuzhno-Sakhalinsk, Pabl. SakhGU, 144 p. Melkiy V.A., Verkhoturov A.A., Bratkov V.V. 2021. Assessment Impact of Tyatya Volcano Explosive Eruptions (Kunashir Island, Kuril Islands) on the Vegetation Cover Basing on the Earth's Remote Sensing Data. Geodesy and Aerial Photography, 65(2): 184-193 (in Russian). DOI: 10.30533/0536-101X-2021-65-2-184-193
Melkiy V.A., Verkhoturov A.A., Bratkov V.V. 2020a. Climate Influence on the State of the Northern Part of the Spruce-Fir Subzone of the Dark Coniferous Boreal Forests of Sakhalin Island. Regional Geosystems, 44(4): 415-431 (in Russian). DOI 10.18413/2712-7443-2020-44-4-415-431 Melkiy V.A., Bratkov V.V., Verkhoturov A.A., Dolgopolov D.V. 2020b. Dynamics of Volcanogenic Landscapes of Kunashir Island (Kuril Islands). Monitoring. Science and Technology, 2(44): 31-41 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.25714/MNT.2020.44.005 Neshataeva V.Yu., Yakubov V.V., Kuzmina E.Yu., Potemkin A.D., Kirichenko V.E. 2021. Outline of Flora and Vegetation of the Tintikun Lagoon Hot Springs (Olutorsky Bay of Bering Sea). Botanical Journal, 106(12): 1204-1226 (in Russian). DOI: 10.31857/S0006813621120061 Modern and Holocene Volcanism in Russia. 2005. Laverov N.P., Dobretsov N.L., Bogatikov O.A., Bondur
V.G. et al. Ed. by N.P. Laverov. Moscow, Pabl. Nauka, 604 p. (in Russian). Razjigaeva N.G., Grebennikova T.A., Bazarova V.D., Sulerzhitsky L.D., Mokhova L.M., Ganzeiy L.A., Pushkar V.S., Chernov A.V. 2000. Terrestrial Late Pleistocene deposits of the Kunashiri Islands, Kurile Islands. Geology of the Pacific Ocean, 19(2): 73-86 (in Russian). Rybin A.V., Chibisova M.V., Degterev A.V., Guryanov V.B. 2017. Volcanic Eruptions in the Kuril Islands During XXI Century. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences, 1(191): 51-61 (in Russian). Terekhin E.A. 2020. Spectral Response Dynamics ofthe Reforestation Sites in Forests ofthe South of Central Russian
Upland. Regional Geosystems, 44(2): 210-220 (in Russian). DOI 10.18413/27127443-2020-44-2-210-220 Khovratovich T.S., Bartalev S.A., Kashnitsky A.B. 2019. Forest Change Detection Based on Sub-Pixel Estimation of Crown Cover Density Using Bitemporal Satellite Data. Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space, 16(4): 102-110 (in Russian). DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-102-110
Shary P.A., Sharaya L.S., Sidyakina L.V. 2020. The Relation of Forest NDVI to Climate in Volga Basin. Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space, 17(4): 154-163 (in Russian). DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-4-154-163 Belousov A., Belousova M., Kozlov D. 2017. Strong Hydrothermal Eruption 600 BP Inside Golovnin Caldera, Kunashir Island, Kurile arc. In: 19th EGU General Assembly, EGU 2017: Proceedings from the conference held 23-28 April 2017, Vienna, Austria: 7596. Biass S., Bonadonna C., Houghton B.F. 2019. A Step-by-Step Evaluation of Empirical Methods to Quantify Eruption Source Parameters from Tephra-Fall Deposits. Journal of Applied Volcanology, 8, 1. DOI: 10.1186/s13617-018-0081-1 Boyte S., Wylie B., Rigge M., Dahal D. 2017. Fusing MODIS with Landsat-8 Data to Downscale Weekly Normalized Difference Vegetation Index Estimates for Central Great Basin Rangelands, USA. GIScience and Remote Sensing, 55(3): 376-399. DOI: 10.1080/15481603.2017.1382065 Byer S., Jin Y. 2017. Detecting Drought-Induced Tree Mortality in Sierra Nevada Forests with Time Series
of Satellite Data. Remote Sensing, 9: 14-17. DOI: 10.3390/rs9090929 Farr T.G., Kobrick M. 2011. Shuttle Radar Topography Mission Produces a Wealth of Data. Eos,
Transactions American Geophysical Union, 81(48): 583-585. DOI: 10.1029/EO081i048p00583 Fassnacht F.E., Schiller C., Kattenborn T., Zhao X., Qu J.A. 2019. Landsat-Based Vegetation Trend Product of the Tibetan Plateau for the Time-Period 1990-2018. Scientific Data,6(78): 1-11. DOI: 10.1038/s41597-019-0075-9 Hart E., Sim K., Kamimura K., Meredieu C., Guyon D., Gardiner B. 2019. Use of Machine Learning Techniques to Model Wind Damage to Forests. Agricultural and Forest Meteorology, 265: 16-29. DOI: 10.1016/j.agrformet.2018.10.022 Heck E., de Beurs K.M., Owsley B.C., Henebry G.M. 2019. Evaluation of the MODIS Collections 5 and 6 for Change Analysis of Vegetation and Land Surface Temperature Dynamics in North and South America. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 156: 121-134. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2019.07.011 Hermosilla T., Wulder M., White J., Coops N., Hobart G. 2018. Disturbance-Informed Annual Land Cover Classification Maps of Canada's Forested Ecosystems for a 29-Year Landsat Time Series. Canadian Journal of Remote Sensing, 44(1): 67-87. DOI: 10.1080/07038992.2018.1437719 Jin Y., Liu X., Chen Y., Liang X. 2018. Land-Cover Mapping Using Random Forest Classification and Incorporating NDVI Time-Series and Texture: a Case Study of Central Shandong. International Journal of Remote Sensing, 39(23): 1-21. DOI: 10.1080/01431161.2018.1490976 Kharitonova N.A., Chelnokov G.A., Bragin I.V. Chudaev O.V., Shand P., Funikova V.V. 2020. Major and Trace Element Geochemistry of CO2-Rich Groundwater in the Volcanic Aquifer System of the Eastern Sikhote-Alin (Russia). Environmental Earth Sciences, 79: 55. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-019-8697-y Mancino G., Ferrara A., Padula A., Nole A. 2020. Cross-Comparison between Landsat 8 (OLI) and Landsat 7 (ETM+) Derived Vegetation Indices in a Mediterranean Environment. Remote Sensing, 12(2): 291. DOI: 10.3390/rs12020291
Maxwell A.E., Warner T.A., Fang F. 2018. Implementation of Machine-Learning Classification in Remote Sensing: An Applied Review. International Journal of Remote Sensing, 39(9): 2784-2817. DOI: 10.1080/01431161.2018.1433343 Nghiem V.T., Nguyen M.N., Tran V.A., Do T.P.T. 2018. Study Method for Testing Image Quality of Optical Remote Sensing Satellite of Vietnam. Journal of Applied Mathematics and Computation, 2(9): 357-365. DOI: 10.26855/jamc.2018.09.001 Nguyen M.N., Tran V.A., Nghiem V.T., Do T.P.T. 2018. Method of quality validation for Vietnam's optical remote sensing based on test sites (polygon). Processing Vietnamese National Science and Technology Conference Surveying and Mapping, 5 October 2018 Hanoi, Vietnam: 401-409. Shvartsev S.L., Tokarenko O.G., Zippa E.V., Sun Z., Gao B., Borzenko S.V. 2018. Geochemistry of the Thermal Waters in Jiangxi Province, China. Applied Geochemistry, 96: 113-130. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2018.06.010 Siebert L., Simkin T., Kimberly P. 2011. Volcanoes of the World. 3rd edn. Smithsonian Institution, Washington DC. University of California, Berkeley, 551 p.
Sun C., Fagherazzi S., Liu Y. 2018. Classification Mapping of Salt Marsh Vegetation by Flexible Monthly NDVI Time-Series Using Landsat Imagery. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 213: 61-80. DOI: 10.1016/j.ecss.2018.08.007 Suvanto S., Peltoniemi M., Tuominen S., Strandström M., Lehtonen A. 2019. High-Resolution Mapping of Forest Vulnerability to Wind for Disturbance-Aware Forestry. Forest Ecology and Management, 453: 117619. DOI: 10.1101/666305. Takaku J., Tadono T., Tsutsui K., Ichikawa M. 2018. Quality Improvements of 'AW3D' Global DSM Derived from Alos Prism. In: IGARSS 2018 - 2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 04 November 2018, Spain, Valencia: 1612-1615. DOI: 10.1109/IGARSS.2018.8518360. Teltscher K., Fassnacht F.E. 2018. Using Multispectral Landsat and Sentinel-2 Satellite Data to Investigate Vegetation Change at Mount St. Helens Since the Great Volcanic Eruption in 1980. Journal Mountain Science, 15: 1851-1867. DOI: 10.1007/s11629-018-4869-6. Ukrainskiy P., Terekhin E., Lisetskii F., Zelenskaya E., Gusarov A. 2020. The Influence of Relief on the Density of Light-Forest Trees within the Small-Dry-Valley Network of Uplands in the Forest-Steppe Zone of Eastern Europe. Geosciences (Switzerland), 10(11): 1-18. DOI: 10.3390/geosciences10110420. Xu H., Qi S., Gong P., Liu C., Wang J. 2018. Long-Term Monitoring of Citrus Orchard Dynamics Using Time-Series Landsat Data: a Case Study in Southern China. International Journal of Remote Sensing, 39 (22): 8271-8292. DOI: 10.1080/01431161.2018.1483088. Zanter K. 2018. Landsat 8 Surface Reflectance Code (LASRC) Product Guide. Department of the Interior U.S.: 34 p.
Поступила в редакцию 22.08.2022; Received August 22, 2022;
поступила после рецензирования 19.09.2022; Revised September 19, 2022;
принята к публикации 27.09.2022 Accepted September 27, 2022
Конфликт интересов: о потенциальном конфликте интересов не сообщалось. Conflict of interest: no potential conflict of interest related to this article was reported.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Мелкий Вячеслав Анатольевич, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории вулканологии и вулканоопасности Института морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Южно-Сахалинск, Россия
Верхотуров Алексей Александрович,
кандидат технических наук, старший научный сотрудник Центра коллективного пользования, Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Южно-Сахалинск, Россия
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Vyacheslav A. Melkiy, Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher of the laboratory of Volcanology and volcanic hazard of the Institute of Marine Geology and Geophysics of the FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia
Alexey A. Verkhoturov, Ph.D. Technical Sciences, Senior Researcher of Center for collective use, Institute of marine Geology and Geophysics of the FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia
