Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve)
The methodology of comparative assessment the fire-fighting capability of different forest types based on processing of thermal infrared imaging Landsat TM data and surface temperatures of forest landscapes with different bioproduction characteristics received on that basis is reviewed. This methodo...
Published in: | Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya |
---|---|
Main Authors: | , , , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya
2020
|
Subjects: | |
Online Access: | https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158 https://doi.org/10.31857/S2587556620050118 |
id |
ftjiransg:oai:oai.sergeogr.elpub.ru:article/1158 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya |
op_collection_id |
ftjiransg |
language |
Russian |
topic |
natural fire hazard factors;forest burning;Siberian taiga;transpiration potential;thermal infrared range;permafrost forest;Baikal natural territory природные факторы пожароопасности;горимость леса;сибирская тайга;транспирационный потенциал;тепловой инфракрасный диапазон;лес на мерзлоте;Байкальская природная территория |
spellingShingle |
natural fire hazard factors;forest burning;Siberian taiga;transpiration potential;thermal infrared range;permafrost forest;Baikal natural territory природные факторы пожароопасности;горимость леса;сибирская тайга;транспирационный потенциал;тепловой инфракрасный диапазон;лес на мерзлоте;Байкальская природная территория A. Medvedkov A. M. Kotova V. А. Медведков А. М. Котова В. Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
topic_facet |
natural fire hazard factors;forest burning;Siberian taiga;transpiration potential;thermal infrared range;permafrost forest;Baikal natural territory природные факторы пожароопасности;горимость леса;сибирская тайга;транспирационный потенциал;тепловой инфракрасный диапазон;лес на мерзлоте;Байкальская природная территория |
description |
The methodology of comparative assessment the fire-fighting capability of different forest types based on processing of thermal infrared imaging Landsat TM data and surface temperatures of forest landscapes with different bioproduction characteristics received on that basis is reviewed. This methodology has been applied to modal geosystems of Baikal-Lena Nature Reserve located in water protection zone of Lake Baikal. The opportunity to use surface temperatures for the assessment of fire-fighting role of different forest types is based on the equation of heat balance (R) of the Earth surface as the sum of heat of evaporation (i.e. a stream of latent heat) and turbulent flow from underlying surface. Thermal values were received by interpretation thermal infrared images and reflect the degree of the emission of obvious heat by a landscape. The more obvious heat flow emissions, the less latent heat flow in form of transpiration and physical evaporation from vegetation canopy and more near surface temperatures values. The values of surface temperatures and NDVI and NDMI indexes were analyzed and information about registered hot spots due to extremely hot summer periods from years 2011 till 2017 was applied to identify more vulnerable forest types between modal geosystems of Baikal-Lena Nature Reserve. Most fire vulnerable forest landscapes coincide with intermountain depressions valleys, lowlands, bottom of intermountain basins, submontane uplands and smooth hillsides. Those have different degree of waterlogged areas with islands of frozen rocks and low values of phytomass. These nature complexes are more fire-dangerous in periods of long droughts due to lower transpiration potential and less influence on micro- and mesoclimat as compared with forest on unfrozen rocks. Предложена методика оценки противопожарного потенциала разных типов леса, базирующаяся на обработке данных тепловой инфракрасной съемки со спутника Landsat TM и полученных на этой основе температур поверхности для лесных ландшафтов с разными биопродукционными характеристиками. Методика применена к условно-коренным лесам Байкало-Ленского государственного природного заповедника. Возможность использования температур поверхности для оценки противопожарной роли разных типов леса опирается на уравнение теплового баланса земной поверхности, учитывающее теплоту испарения (т.е. поток скрытого тепла) и турбулентный поток явного тепла от подстилающей поверхности. На основе анализа тепловых инфракрасных снимков получены термические значения, отражающие меру выброса ландшафтом потока явного тепла: чем он больше, тем меньше поток скрытого тепла в форме транспирации и физического испарения с растительного полога и, соответственно, выше значения приповерхностных температур, различающиеся по типам леса. Типы леса с наиболее высокой противопожарной ролью отличаются более высоким потенциалом влагообмена и наименьшими значениями приповерхностных температур. Их анализ вместе с показателями NDVI и NDMI и сведениями о зарегистрированных очагах пожаров за экстремально жаркие летние периоды с 2011 по 2017 гг. позволил выявить наиболее уязвимые к пожарам типы леса Байкало-Ленского заповедника. Наиболее пожароопасные лесные ландшафты в геоморфологическом отношении приурочены к долинам межгорных понижений, низинам, днищам котловин, предгорным возвышенностям и пологим склонам – в разной степени переувлажненным территориям с островами льдистых пород и низкими значениями фитомассы. Эти природные комплексы наиболее пожароопасны в периоды продолжительных засух, что обусловлено их пониженным транспирационным потенциалом в сравнении с лесами на талых породах. |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
A. Medvedkov A. M. Kotova V. А. Медведков А. М. Котова В. |
author_facet |
A. Medvedkov A. M. Kotova V. А. Медведков А. М. Котова В. |
author_sort |
A. Medvedkov A. |
title |
Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
title_short |
Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
title_full |
Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
title_fullStr |
Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
title_full_unstemmed |
Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) |
title_sort |
fire-fighting capability of forests in water protection zone of lake baikal (case study of baikal-lena nature reserve) |
publisher |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya |
publishDate |
2020 |
url |
https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158 https://doi.org/10.31857/S2587556620050118 |
genre |
permafrost taiga |
genre_facet |
permafrost taiga |
op_source |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya; № 5 (2020); 764–775 Известия Российской академии наук. Серия географическая; № 5 (2020); 764–775 2658-6975 2587-5566 |
op_relation |
https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158/731 https://izvestia.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/1158/1217 Байкал. Атлас / Под ред. Г.И. Галазия. М.: Роскартография, 1993. 160 с. Балдина Е.А., Грищенко М.Ю. Методика дешифрирования разновременных космических снимков в тепловом инфракрасном диапазоне // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2014. № 3. С. 35–41. Бобылев С.Н., Минаев В.С., Соловьев С.В., Третьяков В.В. Эколого-экономический индекс регионов Российской Федерации. М.: WWF, 2012. 150 с. Бобылев С.Н., Стеценко А.В. Лесные проекты: климатические изменения и экосистемные услуги // Тр. Санкт-Петербургского науч.-исслед. ин-та лесного хоз-ва. 2016. № 3. С. 77–89. Борисов Б.З., Фёдоров П.П., Чикидов И.И., Десяткин А.Р. Выделение многолетнемерзлых пород в зоне их островного распространения по тепловым каналам спутниковых снимков Landsat-7 ETM+ // Успехи совр. естествознания. 2017. № 5. С. 78–82. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. 328 с. Волокитина А.В. Совершенствование оценки природной пожарной опасности в заповедниках // География и природные ресурсы. 2017. № 1. С. 55–61. Волокитина А.В., Софронов А.М. Классификация и картографирование растительных горючих материалов. Новосибирск: СО РАН, 2002. 306 с. Выхристюк М.М. Фитоклимат прибрежных лесов северного Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. 216 с. Галенко Э.П. Температурный режим воздуха старовозрастного ельника средней тайги // Изв. ВУЗов. Лесной журн. 2013. № 3. С. 45–56. Галенко Э.П. Энергетические факторы продуктивности хвойных лесов северной тайги // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1976. № 4. С. 84–89. Горшков С.П. Интегральные эколого-экономические индексы и проблема Киотского протокола // Пробл. регион. экологии. 2013. № 4. С. 256–261. Горшков С.П. Организованность биосферы и устойчивое развитие // Жизнь Земли. 2015. Т. 37. С. 62–84. Гусев В.Г., Лопухова Е.Л., Дубовый В.К. Классификация и общие свойства лесных горючих материалов // Изв. ВУЗов. Лесной журнал. 2012. № 1 (325). С. 134–145. Евдокименко М.Д. Факторы горимости Байкальских лесов // География и природные ресурсы. 2011. № 3. С. 51–57. Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука, 2003. 246 с. Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л. Гидрологическая роль лесохозяйственных и лесопромышленных работ в таежной зоне Европейского Севера России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2010. 225 с. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопр. лесной пирологии. Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1970. С. 5–58. Макаренко Е.Л. Лесные пожары и их последствия в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории // Интерактивная наука. 2016. № 5. С. 9–12. Матвеев П.М. Последствия пожаров в лиственничных биогеоценозах на многолетней мерзлоте. Красноярск: СибГТУ, 2006. 268 с. Медведков А.А. Индикация состояния мерзлотнотаежных ландшафтов на южной периферии криолитозоны в условиях изменяющегося климата // Вестн. Моск. обл. ун-та. Сер. Естест. науки. 2018. № 1. С. 18–28. Медведков А.А. Картографирование криогенных ландшафтов на основе анализа тепловых снимков / ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2016. Т. 22. № 1. С. 380–384. Медведков А.А. Мерзлотные ландшафты – источники повышенной пожароопасности сибирской тайги в условиях потепления климата / Анализ, прогноз и управление природными рисками в современном мире (ГЕОРИСК-2015). М.: РУДН, 2015. Т. 2. С. 483–486. Медведков А.А. Подходы к оценке противопожарной функции лесных ландшафтов в условиях бореальной криолитозоны / Анализ, прогноз и управление природными рисками с учетом глобального изменения климата (ГЕОРИСК-2018). М.: РУДН, 2018. Т. 2. С. 209–213. Медведков А.А. Среднетаежные геосистемы Приенисейской Сибири в условиях меняющегося климата. М.: МАКС Пресс, 2016. 144 с. Мягков М.С. Влияние мегаполиса Москва на величину испарения // Метеорология и гидрология. 2005. № 3. С. 78–84. Павлов А.В., Ананьева Г.В. Оценка современных изменений температуры воздуха на территории криолитозоны России // Криосфера Земли. 2004. Т. VIII. № 2. С. 3–9. Позняков Л.К. Мерзлотное лесоведение. Новосибирск: Наука, 1986. 192 с. Пономарев Е.И., Харук В.И., Якимов Н.Д. Результаты и перспективы спутникового мониторинга природных пожаров Сибири // Сиб. лес. журн. 2017. № 5. С. 25–36. Потемкина Т.Г., Потемкин В.Л., Гусева Е.А. Озерно-речная система оз. Байкал-р. Селенга в условиях изменяющейся окружающей среды // Изв. СО РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 2 (55). С. 103–115. Потемкина Т.Г., Потемкин В.Л., Федотов А.П. Климатические факторы как риски современных экологических изменений в береговой зоне озера Байкал // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 5. С. 690–702. Спурр С.Г., Барнес Б.В. Лесная экология: пер. с 3-го англ. изд. / Под ред. С.А. Дыренкова. М.: Лесная промышленность, 1984. 480 с. Тепловодообмен в мерзлотных ландшафтах Восточной Сибири и его факторы / Отв. ред. А.Г. Георгиади, А.Н. Золотокрылин. М.–Тверь: Триада, 2007. 575 с. Цветков П.А., Буряк Л.В. Исследование природы пожаров в лесах Сибири // Сиб. лес. журн. 2014. № 3. С. 25–42. Шимараев М.Н., Куимова Л.Н., Синюкович В.Н., Цехановский В.В. Климат и гидрологические процессы в бассейне оз. Байкал в XX столетии // Метеорология и гидрология. 2002. № 3. С. 71–77. Щербов Б.Л., Страховенко В.Д., Сухоруков Ф.В. Экогеохимическая роль лесных пожаров в Байкальском регионе // География и природные ресурсы. 2008. № 2. С. 60–66. Arroyo L.A., Pasccual C., Manzanera J.A. Fire models and methods to map fuel types: The role of remote sensing // Forest Ecol. and Manag. 2008. V. 256. № 6. P. 1239–1252. Desjardins R.L., MacPherson J.I., Schuepp P.H., Hayhoe H. Airborne flux measurements of CO2 , sensible and latent heat over the Hudson Bay lowland // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. № D1. P. 1551–1562. Hansen M.C., DeFries R.S., Townshend J.R.G., Sohlberg R., Dimiceli C., Carroll M. Towards an operational MODIS continuous field of percent tree cover algorithm: examples using AVHRR and MODIS data // Remote Sensing of Env. 2002. V. 83. P. 303–319. Peterson S.Y., Franlin J., Roberts D.A., Wagtendonk W. van. Mapping fuels in Yosemite National Park // Canad. J. of Forest Res. 2013. V. 43. № 1. P. 7–17. Southworth J. An assessment of Landsat TM band 6 thermal data for analyzing land cover in tropical dry forest regions // Int. J. of Remote Sensing. 2004. V. 25. № 4. P. 689–706. Ritter J.A., Barrick J.D., Watson C.E., Sachse G.W., Gregory G.L., Anderson B.E., Woerner M.A., Collins J.F. Airborne boundary layer flux measurements of trace species over Canadian boreal forest and Northern wetland region // J. Geophys. Res. V. 99. № D1. P. 1671–1685. https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158 doi:10.31857/S2587556620050118 |
op_doi |
https://doi.org/10.31857/S2587556620050118 |
container_title |
Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya |
container_volume |
84 |
container_issue |
5 |
container_start_page |
764 |
op_container_end_page |
775 |
_version_ |
1766167035526512640 |
spelling |
ftjiransg:oai:oai.sergeogr.elpub.ru:article/1158 2023-05-15T17:58:25+02:00 Fire-Fighting Capability of Forests in Water Protection Zone of Lake Baikal (Case Study of Baikal-Lena Nature Reserve) Противопожарный потенциал лесов водоохранной зоны озера Байкал (на примере территории Байкало-Ленского заповедника) A. Medvedkov A. M. Kotova V. А. Медведков А. М. Котова В. 2020-11-06 application/pdf https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158 https://doi.org/10.31857/S2587556620050118 rus rus Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya Известия Российской академии наук. Серия географическая https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158/731 https://izvestia.igras.ru/jour/article/downloadSuppFile/1158/1217 Байкал. Атлас / Под ред. Г.И. Галазия. М.: Роскартография, 1993. 160 с. Балдина Е.А., Грищенко М.Ю. Методика дешифрирования разновременных космических снимков в тепловом инфракрасном диапазоне // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2014. № 3. С. 35–41. Бобылев С.Н., Минаев В.С., Соловьев С.В., Третьяков В.В. Эколого-экономический индекс регионов Российской Федерации. М.: WWF, 2012. 150 с. Бобылев С.Н., Стеценко А.В. Лесные проекты: климатические изменения и экосистемные услуги // Тр. Санкт-Петербургского науч.-исслед. ин-та лесного хоз-ва. 2016. № 3. С. 77–89. Борисов Б.З., Фёдоров П.П., Чикидов И.И., Десяткин А.Р. Выделение многолетнемерзлых пород в зоне их островного распространения по тепловым каналам спутниковых снимков Landsat-7 ETM+ // Успехи совр. естествознания. 2017. № 5. С. 78–82. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. 328 с. Волокитина А.В. Совершенствование оценки природной пожарной опасности в заповедниках // География и природные ресурсы. 2017. № 1. С. 55–61. Волокитина А.В., Софронов А.М. Классификация и картографирование растительных горючих материалов. Новосибирск: СО РАН, 2002. 306 с. Выхристюк М.М. Фитоклимат прибрежных лесов северного Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. 216 с. Галенко Э.П. Температурный режим воздуха старовозрастного ельника средней тайги // Изв. ВУЗов. Лесной журн. 2013. № 3. С. 45–56. Галенко Э.П. Энергетические факторы продуктивности хвойных лесов северной тайги // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1976. № 4. С. 84–89. Горшков С.П. Интегральные эколого-экономические индексы и проблема Киотского протокола // Пробл. регион. экологии. 2013. № 4. С. 256–261. Горшков С.П. Организованность биосферы и устойчивое развитие // Жизнь Земли. 2015. Т. 37. С. 62–84. Гусев В.Г., Лопухова Е.Л., Дубовый В.К. Классификация и общие свойства лесных горючих материалов // Изв. ВУЗов. Лесной журнал. 2012. № 1 (325). С. 134–145. Евдокименко М.Д. Факторы горимости Байкальских лесов // География и природные ресурсы. 2011. № 3. С. 51–57. Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука, 2003. 246 с. Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л. Гидрологическая роль лесохозяйственных и лесопромышленных работ в таежной зоне Европейского Севера России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2010. 225 с. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопр. лесной пирологии. Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1970. С. 5–58. Макаренко Е.Л. Лесные пожары и их последствия в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории // Интерактивная наука. 2016. № 5. С. 9–12. Матвеев П.М. Последствия пожаров в лиственничных биогеоценозах на многолетней мерзлоте. Красноярск: СибГТУ, 2006. 268 с. Медведков А.А. Индикация состояния мерзлотнотаежных ландшафтов на южной периферии криолитозоны в условиях изменяющегося климата // Вестн. Моск. обл. ун-та. Сер. Естест. науки. 2018. № 1. С. 18–28. Медведков А.А. Картографирование криогенных ландшафтов на основе анализа тепловых снимков / ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2016. Т. 22. № 1. С. 380–384. Медведков А.А. Мерзлотные ландшафты – источники повышенной пожароопасности сибирской тайги в условиях потепления климата / Анализ, прогноз и управление природными рисками в современном мире (ГЕОРИСК-2015). М.: РУДН, 2015. Т. 2. С. 483–486. Медведков А.А. Подходы к оценке противопожарной функции лесных ландшафтов в условиях бореальной криолитозоны / Анализ, прогноз и управление природными рисками с учетом глобального изменения климата (ГЕОРИСК-2018). М.: РУДН, 2018. Т. 2. С. 209–213. Медведков А.А. Среднетаежные геосистемы Приенисейской Сибири в условиях меняющегося климата. М.: МАКС Пресс, 2016. 144 с. Мягков М.С. Влияние мегаполиса Москва на величину испарения // Метеорология и гидрология. 2005. № 3. С. 78–84. Павлов А.В., Ананьева Г.В. Оценка современных изменений температуры воздуха на территории криолитозоны России // Криосфера Земли. 2004. Т. VIII. № 2. С. 3–9. Позняков Л.К. Мерзлотное лесоведение. Новосибирск: Наука, 1986. 192 с. Пономарев Е.И., Харук В.И., Якимов Н.Д. Результаты и перспективы спутникового мониторинга природных пожаров Сибири // Сиб. лес. журн. 2017. № 5. С. 25–36. Потемкина Т.Г., Потемкин В.Л., Гусева Е.А. Озерно-речная система оз. Байкал-р. Селенга в условиях изменяющейся окружающей среды // Изв. СО РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 2 (55). С. 103–115. Потемкина Т.Г., Потемкин В.Л., Федотов А.П. Климатические факторы как риски современных экологических изменений в береговой зоне озера Байкал // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 5. С. 690–702. Спурр С.Г., Барнес Б.В. Лесная экология: пер. с 3-го англ. изд. / Под ред. С.А. Дыренкова. М.: Лесная промышленность, 1984. 480 с. Тепловодообмен в мерзлотных ландшафтах Восточной Сибири и его факторы / Отв. ред. А.Г. Георгиади, А.Н. Золотокрылин. М.–Тверь: Триада, 2007. 575 с. Цветков П.А., Буряк Л.В. Исследование природы пожаров в лесах Сибири // Сиб. лес. журн. 2014. № 3. С. 25–42. Шимараев М.Н., Куимова Л.Н., Синюкович В.Н., Цехановский В.В. Климат и гидрологические процессы в бассейне оз. Байкал в XX столетии // Метеорология и гидрология. 2002. № 3. С. 71–77. Щербов Б.Л., Страховенко В.Д., Сухоруков Ф.В. Экогеохимическая роль лесных пожаров в Байкальском регионе // География и природные ресурсы. 2008. № 2. С. 60–66. Arroyo L.A., Pasccual C., Manzanera J.A. Fire models and methods to map fuel types: The role of remote sensing // Forest Ecol. and Manag. 2008. V. 256. № 6. P. 1239–1252. Desjardins R.L., MacPherson J.I., Schuepp P.H., Hayhoe H. Airborne flux measurements of CO2 , sensible and latent heat over the Hudson Bay lowland // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. № D1. P. 1551–1562. Hansen M.C., DeFries R.S., Townshend J.R.G., Sohlberg R., Dimiceli C., Carroll M. Towards an operational MODIS continuous field of percent tree cover algorithm: examples using AVHRR and MODIS data // Remote Sensing of Env. 2002. V. 83. P. 303–319. Peterson S.Y., Franlin J., Roberts D.A., Wagtendonk W. van. Mapping fuels in Yosemite National Park // Canad. J. of Forest Res. 2013. V. 43. № 1. P. 7–17. Southworth J. An assessment of Landsat TM band 6 thermal data for analyzing land cover in tropical dry forest regions // Int. J. of Remote Sensing. 2004. V. 25. № 4. P. 689–706. Ritter J.A., Barrick J.D., Watson C.E., Sachse G.W., Gregory G.L., Anderson B.E., Woerner M.A., Collins J.F. Airborne boundary layer flux measurements of trace species over Canadian boreal forest and Northern wetland region // J. Geophys. Res. V. 99. № D1. P. 1671–1685. https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1158 doi:10.31857/S2587556620050118 Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya; № 5 (2020); 764–775 Известия Российской академии наук. Серия географическая; № 5 (2020); 764–775 2658-6975 2587-5566 natural fire hazard factors;forest burning;Siberian taiga;transpiration potential;thermal infrared range;permafrost forest;Baikal natural territory природные факторы пожароопасности;горимость леса;сибирская тайга;транспирационный потенциал;тепловой инфракрасный диапазон;лес на мерзлоте;Байкальская природная территория info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2020 ftjiransg https://doi.org/10.31857/S2587556620050118 2022-02-22T14:58:54Z The methodology of comparative assessment the fire-fighting capability of different forest types based on processing of thermal infrared imaging Landsat TM data and surface temperatures of forest landscapes with different bioproduction characteristics received on that basis is reviewed. This methodology has been applied to modal geosystems of Baikal-Lena Nature Reserve located in water protection zone of Lake Baikal. The opportunity to use surface temperatures for the assessment of fire-fighting role of different forest types is based on the equation of heat balance (R) of the Earth surface as the sum of heat of evaporation (i.e. a stream of latent heat) and turbulent flow from underlying surface. Thermal values were received by interpretation thermal infrared images and reflect the degree of the emission of obvious heat by a landscape. The more obvious heat flow emissions, the less latent heat flow in form of transpiration and physical evaporation from vegetation canopy and more near surface temperatures values. The values of surface temperatures and NDVI and NDMI indexes were analyzed and information about registered hot spots due to extremely hot summer periods from years 2011 till 2017 was applied to identify more vulnerable forest types between modal geosystems of Baikal-Lena Nature Reserve. Most fire vulnerable forest landscapes coincide with intermountain depressions valleys, lowlands, bottom of intermountain basins, submontane uplands and smooth hillsides. Those have different degree of waterlogged areas with islands of frozen rocks and low values of phytomass. These nature complexes are more fire-dangerous in periods of long droughts due to lower transpiration potential and less influence on micro- and mesoclimat as compared with forest on unfrozen rocks. Предложена методика оценки противопожарного потенциала разных типов леса, базирующаяся на обработке данных тепловой инфракрасной съемки со спутника Landsat TM и полученных на этой основе температур поверхности для лесных ландшафтов с разными биопродукционными характеристиками. Методика применена к условно-коренным лесам Байкало-Ленского государственного природного заповедника. Возможность использования температур поверхности для оценки противопожарной роли разных типов леса опирается на уравнение теплового баланса земной поверхности, учитывающее теплоту испарения (т.е. поток скрытого тепла) и турбулентный поток явного тепла от подстилающей поверхности. На основе анализа тепловых инфракрасных снимков получены термические значения, отражающие меру выброса ландшафтом потока явного тепла: чем он больше, тем меньше поток скрытого тепла в форме транспирации и физического испарения с растительного полога и, соответственно, выше значения приповерхностных температур, различающиеся по типам леса. Типы леса с наиболее высокой противопожарной ролью отличаются более высоким потенциалом влагообмена и наименьшими значениями приповерхностных температур. Их анализ вместе с показателями NDVI и NDMI и сведениями о зарегистрированных очагах пожаров за экстремально жаркие летние периоды с 2011 по 2017 гг. позволил выявить наиболее уязвимые к пожарам типы леса Байкало-Ленского заповедника. Наиболее пожароопасные лесные ландшафты в геоморфологическом отношении приурочены к долинам межгорных понижений, низинам, днищам котловин, предгорным возвышенностям и пологим склонам – в разной степени переувлажненным территориям с островами льдистых пород и низкими значениями фитомассы. Эти природные комплексы наиболее пожароопасны в периоды продолжительных засух, что обусловлено их пониженным транспирационным потенциалом в сравнении с лесами на талых породах. Article in Journal/Newspaper permafrost taiga Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya 84 5 764 775 |