Международный коллектив ученых использовал спутниковые снимки, чтобы оценить изменения в характере землепользования в Сибири и на Дальнем Востоке с 1975 по 2010 годы. Наиболее очевидный тренд — увеличение количества дорог, особенно в удаленных местах. Авторы связывают развитие сети второстепенных дорог с коммерческой вырубкой и транспортировкой леса. Данные показывают, что лесные пожары — основная причина изменений типа землепользования, однако лесозаготовки также вносят существенный вклад в облик территорий. Исследование опубликовано в журнале Environmental Research Letters.
Сибирь и Дальний Восток занимают примерно одну десятую часть суши на планете. Эта богатая полезными ископаемыми, большей частью покрытая лесами и мерзлотой территория крайне важна как источник экономических и экологических благ. Несмотря на низкую плотность населения влияние человеческого фактора на Сибирь и Дальний Восток ощутимо. Однако его не так легко оценить. Локальные проблемы могут теряться в огромных масштабах.
Достаточно простым показателем, который отражает нарушение территории, является тип землепользования. Обработка спутниковых снимков позволяет классифицировать характер использования земель, выделять поселения и дороги, зоны лесозаготовок, гари, нетронутые экосистемы. Один и плюсов спутниковой информации — временные ряды наблюдений за планетой. Значит, можно не просто посмотреть, как используется территория в настоящее время, но и сравнить текущее состояние с прошлым.
Коллектив ученых из США, Финляндии и России, в состав которого входит исследователь ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», с помощью спутниковой информации оценил изменения, связанные с использованием человеком территорий Сибири и Дальнего Востока, которые произошли с 1975 по 2010 годы. Исследователи выделили несколько общих для разных регионов закономерности. Самой явной стало увеличение количества дорог. Причем рост произошел не за счет крупных автострад, связывающих поселения или районы с плотным населением. Наибольший рост сети второстепенных дорог наблюдается в удаленных от жилья, лесных регионах Дальнего Востока. Предположительно, это связано со строительством постоянных или временных дорог для транспортировки древесины из мест лесозаготовок, включая незаконные рубки.
Ученые также сравнили воздействия пожаров и лесозаготовок на ряд территорий. Пожары были главным фактором, который существенно изменял облик лесов за прошедшие годы. Однако для некоторых районов, например, Томской области и Красноярского края, территории, попавшие под вырубку, были сравнимы по площади с выгоревшими. Для исследования ученые использовали космические снимки, полученные в рамках программы Landsat. Это наиболее продолжительный проект по сбору спутниковых изображений Земли. Первый из спутников был запущен еще в 1972 году. За все годы в рамках программы в космос было отправлено восемь спутников, снимки с которых доступны ученым всего мира для решения различных задач. Оценить изменения, произошедшие за 35 лет на каждом квадратном километре огромной территории, задача не тривиальная. В данной работе ученые выбрали для анализа восемь модельных участков, расположенных в Томской, Иркутской и Амурской областях, Красноярском, Забайкальском, Хабаровском и Приморском краях. Площадь каждого участка — чуть больше 30000 квадратных километров. Безусловно, в сумме они занимают незначительную площадь по сравнению с масштабами территории. В тоже время — это показательные полигоны, расположенные в зоне активного освоения земель человеком.
После того, как ученые собрали спутниковые изображения выбранных территорий за весь период времени, были использованы различные алгоритмы их обработки. Анализ спутниковой информации — отдельная и трудоемкая задача. Ученые использовали несколько подходов, сравнивая изображения в различных спектральных диапазонах, и используя векторные карты, чтобы добиться наиболее точной классификации типов подстилающей поверхности.
«В нашем анализе мы охватили период интенсивного роста советской экономики, распад Советского Союза, депрессию 1990-х и последующий экономический подъем России. В советское время наблюдались взаимосвязанные изменения площади поселений, сельскохозяйственных земель и сети дорог. В 1990-е и начале текущего столетия эти процессы слабо связаны. Площадь поселений практически не меняется, сельскохозяйственных земель - даже снижается, тогда как временная дорожная сеть растет и заходит в удаленные районы», — рассказывает о результатах исследования один из авторов, доктор биологических наук, заведующий лабораторией мониторинга леса Института леса им. В.Н. Сукачева КНЦ СО РАН, профессор СФУ Вячеслав Харук.
Авторы отмечают, что полученные результаты можно считать основанием для дальнейших исследований. Космические снимки с более высоким разрешением, расширение временного ряда снимков и частоты съемки, а также более сложные алгоритмы обработки изображений могут быть использованы как для уточнения многих ключевых вопросов, так и для увеличения охвата территории Сибири и Дальнего Востока.
Изображение: места расположения модельных участков (красные квадраты), которые были использованы для оценки изменений в характере землепользования. Источник: Environmental Research Letters, 2020, 15: 105007
