Оценка трансформации ландшафтной структуры прибрежной полосы водохранилищ с использованием данных дистанционного зондирования Земли

Дистанционное зондирование Земли
УДК: 
528.88:556.5
DOI: 
10.22389/0016-7126-2023-992-2-44-53
1 Захаров К.В.
2 Емельянова Л.Г.
3 Оботуров А.С.
Год: 
2023
№: 
2
992
Страницы: 
44-53

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА им. К. И. Скрябина

1, 

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (МГУ)

2, 

Институт водных проблем РАН

3, 
Аннотация:
Проблема застройки прибрежной полосы водохранилищ в Московской области стала особенно острой в последние три десятилетия. Оценка воздействия трансформации ландшафтной структуры прибрежной полосы на эвтрофикацию водохранилищ проведена с использованием данных дистанционного зондирования Земли из космоса: использовался вегетационный индекс NDVI (Normalized difference vegetation index), коррелирующий с содержанием в воде хлорофилла A. В качестве объектов исследования выбраны пять водохранилищ Московской области. Исследования проводились по материалам миссии Landsat-5 и Landsat-7, в период 1985–2020 гг. с интервалом в пять лет. В полосе шириной 1 км вдоль берега водохранилищ отслежена пространственно-временная динамика биотопов, а в акватории установлены значения индекса NDVI. Построен временной ряд средних значений индекса, возрастающий тренд которого аппроксимируется линейной и полиномиальной функциями. Установлено, что динамика открытых и залесенных биотопов неодинакова и только площадь застройки постоянно увеличивается. Регрессионный анализ показал зависимость между площадными характеристиками различных биотопов и застройки в прибрежной полосе водохранилищ и значениями NDVI. Показано, что увеличение площади застройки достоверно приводит к увеличению значений NDVI.
Работа выполнена в рамках темы № FMWZ-2022-0002 Государственного задания ИВП РАН

Список литературы: 
1.   Гидроэкологический режим водохранилищ Подмосковья (наблюдения, диагноз, прогноз) / Под ред. К. К. Эдельштейна. – М.: Перо, – 2015. – 268 c.
2.   Гнеденко Е.Д., Казьмин М.А. Земельная реформа и проблемы развития Московского столичного региона // Государственное управление. Электронный вестник. – 2013. – Вып. 36. – С. 143–156.
3.   Даценко Ю. С., Пуклаков В. В., Эдельштейн К. К. Анализ влияния абиотических факторов на развитие фитопланктона в малопроточном водоеме // Труды Карельского научного центра РАН. – 2017. – № 10. – С. 73–85. DOI: 10.17076/lim611.
4.   Розмаинский И. В., Ложникова А. В., Кичко Н. И., Хлопцов Д. М. Дача в постсоветской России: институциональный анализ // Журнал институциональных исследований. – 2017. – Т. 9. – № 2. – С. 63–79. DOI: 10.17835/2076-6297.2017.9.2.063-079.
5.   Слабунова А. В., Суровкина А. П. О проблеме диффузного загрязнения водных объектов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2020. – № 2 (38). – С. 124–139. DOI: 10.31774/2222-1816-2020-2-124-139.
6.   Суслов С.В. Изменения химического состава воды водохранилищ канала имени Москвы // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2017. – № 12 (212). – С. 34–37.
7.   Хрусталева М. А., Суслов С. В., Зборовская М. И., Зимнюков В. А. Оценка воздействия комплексов гидротехнических сооружений на формирование ландшафтов водоохранных зон Москворецкой и Волжской водохозяйственных систем // Природообустройство. – 2019. – Вып. 1. – С. 27–34.
8.   Шушкевич Е. В., Бабаев А. В., Бастрыкин Р. И. и др. Перспективы развития системы водоснабжения г. Москвы с учетом присоединенных территорий на долгосрочный период // Водоснабжение и санитарная техника. – 2016. – № 6. – С. 6–12.
9.   Эдельштейн К. К., Пуклаков В. В., Даценко Ю. С. Экспериментально-теоретические основы диагноза и прогноза цветения в водохранилищах – источниках муниципального водоснабжения // Вода Magazine. – 2017. – № 4 (116). – С. 34–40.
10.   Adhikari S. (2020) Temporal dynamics of land use and water quality in three sub-catchments of the Rur River, Germany // Journal of Geoscience and Environment Protection. 8, pp. 36–47. DOI: 10.4236/gep.2020.88004.
11.   Carvalho L., Poikane S., Lyche Solheim A., et al. (2013) Strength and uncertainty of phytoplankton metrics for assessing eutrophication impacts in lakes // Hydrobiologia. 704, pp. 127–140. DOI: 10.1007/s10750-012-1344-1.
12.   Cuo L., Zhang Y., Gao Y., Hao Z., Cairang L. The impacts of climate change and land cover/use transition on the hydrology in the upper Yellow River Basin, China // Journal of Hydrology. 2013, 502, pp. 37–52. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.08.003.
13.   Fletcher T.D., Andrieu H., Hamel P. (2013) Understanding, management and modelling of urban hydrology and its consequences for receiving waters: a state of the art // Advances in Water Resources. 51, pp. 261–279. DOI: 10.1016/j.advwatres.2012.09.001.
14.   Fraser E.D.G., Kenney W.A. (2000) Cultural background and landscape history as factors affecting perceptions of the urban forest // Journal of Arboriculture. 26, 2, pp. 106–113. DOI: 10.48044/jauf.2000.013.
15.   Foley J.A., De Fries R., Asner G.P., et al. (2005) Global Consequences of Land Use // Science. 309, pp. 570–574. DOI: 10.1126/science.1111772.
16.   Gilerson A.A., Gitelson A.A., Zhou J., et al. (2010) Algorithms for remote estimation of chlorophyll-a in coastal and inland waters using red and near infrared bands // Optics Express. 18, 23, pp. 24109-24125. DOI: 10.1364/OE.18.024109.
17.   Gholizadeh M.H., Melesse A.M., Reddi L. (2016) A comprehensive review on water quality parameters estimation using remote sensing techniques // Sensors. 16, 8, DOI: 10.3390/s16081298.
18.   Gu Q., Deng J., Wang K., et al. (2014) Identification and assessment of potential water quality impact factors for drinking-water reservoirs // Int. J. Environ. Res. Public Health. 11, pp. 6069–6084. DOI: 10.3390/ijerph110606069.
19.   Kallus R., Vinnitsky Y. (2016) The dacha: Home away from home // Journal of Architectural and Planning Research. 33, 4, pp. 271–292.
20.   Kaushal S.S., Belt K.T. (2012) The urban watershed continuum: evolving spatial and temporal dimensions // Urban Ecosystems. 15, pp. 409–435. DOI: 10.1007/s11252-012-0226-7.
21.   Li S., Gu S., Liu W., et al. (2008) Water quality in relation to land use and land cover in the upper Han River Basin, China // Catena. 75, 2, pp. 216–222. DOI: 10.1016/j.catena.2008.06.005.
22.   Markogianni V., Kalivas D., Petropoulos G.P., Dimitriou E. (2020) Estimating chlorophyll-a of inland water bodies in Greece based on Landsat data // Remote Sensing . 12, 13, pp. 2087. DOI: 10.3390/rs12132087.
23.   Matthews M.A. (2011) Current review of empirical procedures of remote sensing in inland and near-coastal transitional waters // International Journal of Remote Sensing. 32, pp. 6855–6899. DOI: 10.1080/01431161.2010.512947.
24.   Redfern T.W., Macdonald N., Kjeldsen T.R., et al. (2016) Current understanding of hydrological processes on common urban surfaces // Progress in Physical Geography: Earth and Environment. 40, 5, pp. 699–713. DOI: 10.1177/0309133316652819.
25.   Sliva L., Williams D.D. (2001) Buffer zone versus whole catchment approaches to studying land use impact on river water quality // Water Research. 35, 14, pp. 3462–3472. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00062-8.
26.   Topp S.N., Pavelsky T.M., Jensen D., et al. (2020) Research trends in the use of remote sensing for inland water quality science: Moving towards multidisciplinary applications // Water. 12, 1, pp. 169. DOI: 10.3390/w12010169.
27.   Usali N., Ismail M.H. (2010) Use of remote sensing and GIS in monitoring water quality // Journal of Sustainable Development. 3, 3, pp. 228–238. DOI: 10.5539/jsd.v3n3p228.
28.   Xue J., Su B. (2017) Significant remote sensing vegetation indexes: a review of developments and application // Journal of sensors. 1, pp. 1‒17. DOI: 10.1155/2017/1353691.
29.   Zakharov K. (2020) The assessment of the efficiency of environmental activities in Moscow // Eco. Env. and Cons. 26, 3, pp. 1043–1048.
Образец цитирования:
Захаров К.В., 
Емельянова Л.Г., 
Оботуров А.С., 
Оценка трансформации ландшафтной структуры прибрежной полосы водохранилищ с использованием данных дистанционного зондирования Земли // Геодезия и картография. – 2023. – № 2. – С. 44-53. DOI: 10.22389/0016-7126-2023-992-2-44-53
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 29.08.2022
Принята к публикации: 22.02.2023
Опубликована: 20.03.2023

Содержание номера

2023 февраль DOI:
10.22389/0016-7126-2023-992-2