Оценка изменения NDVI сельхозугодий Ставропольского края за период активной вегетации в 2020 г. по снимкам среднего пространственного разрешения

Цель. Оценить изменения NDVI сельхозугодий на территории Ставропольского края под влиянием погодно‐климатических условий. 

Методы. На основе данных дистанционного зондирования Земли был рассчитан спектральный/вегетационный индекс NDVI. Использованы данные с космического аппарата «Метеор‐М» с пространственным разрешением 60 м за период активной вегетации 2020 г. (с мая по сентябрь), которые позволили рассчитать величину NDVI в разные моменты времени периода активной вегетации основных типов сельскохозяйственных угодий Ставропольского края. Для объяснения пространственно‐временной изменчивости NDVI проведен анализ условий тепло‐ и влагообеспечения посредством климатограмм Вальтера по базовым метеостанциям, расположенным в степных и полупустынных ландшафтах Ставропольского края.

Результаты. Период активной вегетации в 2020 г. в степных и полупустынных ландшафтах Ставропольского края начался с первой декады апреля, когда температура воздуха поднялась выше +10°С, и закончился в середине октября. В соответствии с изменением тепло‐ и влагообеспечения величина NDVI менялась: в целом максимальные значения отмечались весной и в начале лета; по мере нарастания засушливости повсеместно увеличивались площади, соответствующие низким значениям NDVI. В степной зоне, где находятся основные посевы озимой пшеницы, величина NDVI снижалась от 0,45–0,3 в начале периода активной вегетации до 0,15 в конце. Значения NDVI 0,15–0,30, соответствующие различным вариантам травянистой растительности, преобладали в конце периода активной вегетации.

Заключение. Пространственно‐временное распределение величины NDVI по территории Ставропольского края отражает прежде всего изменение условий тепло‐ и влагообеспечения. От последних зависят сроки протекания фенологических фаз естественной и культурной растительности. 2020 год характеризуется достаточным увлажнением в начале активной вегетации, что нашло свое отражение в высокой плотности всходов, и, соответственно, значительной площади NDVI, соответствующим не только травянистой, но и кустарниковой растительности в пределах степных ландшафтов. Нарастание дефицита влаги и сбор урожая во второй половине и в конце лета нивелировало различия между степными и полупустынными ландшафтами, поскольку максимальные площади занимали территории со значениями NDVI 0,15–0,3.

1. О состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае. URL: https://mpr26.ru/deyatelnost/otchety‐doklady/o‐sostoyanii‐okruzhayushchey‐sredy‐i‐prirodopolzovanii‐v‐stavropolskom‐krae/ (дата обращения: 20.08.2022)

2. Шальнев В.А. Современные ландшафты Северного Кавказа. Эволюция и современность. Ставрополь: Изд‐во СГУ, 2004. 264 с.

3. Волков С.Н., Савинова С.В., Черкашина Е.В., Шаповалов Д.А., Братков В.В., Клюшин П.В. Оценка современных климатических изменений на территории Предкавказья для целей прогнозирования урожайности озимой пшеницы // Юг России: экология, развитие. 2021. Т. 16. N 1. С. 117–127. https://doi.org/10.18470/1992‐1098‐2021‐1‐117‐127

4. Заурбеков Ш.Ш., Джандубаева Т.З. Тенденции климатических изменений в степных ландшафтах Западного Предкавказья // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2014. N 3. Т. 28. С. 76–84.

5. Адамович Т.А., Кантор Г.Я., Ашихмина Т.Я., Савиных В.П. Анализ сезонной и многолетней динамики вегетационного индекса NDVI на территории государственного природного заповедника «Нургуш» // Теоретическая и прикладная экология. 2018. N 1. С. 18–24. https://doi.org/10.25750/1995‐4301‐2018‐1‐018‐024

6. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О. и др. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.

7. Письман Т.И., Шевырногов А.П., Ларько А.А., Ботвич И.Ю., Емельянов Д.В., Шпедт А.А., Трубников Ю.Н. Информативность спектральных вегетационных индексов для дешифрирования сельскохозяйственных полей // Биофизика. 2019. N 4. С. 740–746. https://doi.org/10.1134/S0006302919040136

8. Савин И.Ю., Чендев Ю.Г. Причины многолетней динамичности индекса NDVI (MODIS), осреднённого для пахотных земель на уровне муниципалитетов Белгородской области // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. N 2. С. 137–143. https://doi.org/10.21046/2070‐7401‐2018‐15‐2‐137‐143

9. Черепанов А.С. Вегетационные индексы // Геоматика. 2011. N 2. С. 98–102. URL: https://sovzond.ru/upload/iblock/f46/2011_02_017.pdf (дата обращения: 23.11.2023)

10. Дубинин М. NDVI – теория и практика. URL: https://gis‐lab.info/qa/ndvi.html (дата обращения: 13.11.2022) South of Russia: ecology, development 2023 Vol. 18 no.2

11. Братков В.В., Кравченко И.В., Туаев Г.А., Атаев З.В., Абдулжалимов А.А. Применение вегетационных индексов для картографирования ландшафтов Большого Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2016. Т. 10. N 4. С. 97–111.

12. Shapovalov D.A., Klyushin P.V., Shirokova V.A., Khutorova A., Savinov S. Problems and efficiency of land use in the North Caucasian federal district // GeoConference SGEM. 2018. V. 18. N 5.1. P. 667–674. https://doi.org/10.5593/sgem2018/5.1/S20.086

13. Aeromotus education URL: https://aeromotus.ru/obzor‐vozmozhnostej‐indeksa‐ndvi/ (дата обращения: 01.06.2022)

14. Вальтер Г. Растительность Земного шара. Эколого‐ физиологическая характеристика. Перевод с немецкого. М.: Прогресс, 1968. 551 с.

15. Погода и климат. URL:http://www.pogodaiklimat.ru (дата обращения: 19.03.2022)