Обоснование метода оценки негативного воздействия угольного разреза на вегетационную активность растительного покрова по данным дистанционного зондирования Земли из космоса

Угольные разрезы оказывают значительное влияние на окружающую природную среду, в том числе нарушая и загрязняя площади природных и сельскохозяйственных земель. Загрязнение территорий в пределах горного отвода, санитарно-защитной зоны и прилегающих территорий приводит к нарушению продуктивности растений в период вегетации. В связи с принятым законодательством, разработка и применение методов оценки степени самовосстановления земель, подвергшихся воздействию открытых горных работ, имеет важнейшее значение для увеличения темпов и объемов рекультивации на территории Российской Федерации. Представлена оценка состояния растительного покрова на примере Талдинского угольного месторождения. Для количественной оценки антропогенного воздействия угольного разреза были проанализированы временные ряды вегетационного индекса NDVI за период 2010–2021 гг. для изучаемой территории. Были использованы спутниковые данные спутниковой миссии MODIS, для вычислений использовалась платформа Google Earth Engine. Детальное сопоставление временного хода NDVI для выбранных участков показало, что растительный покров около разреза в среднем имеет более низкие (от 0,08 до 0,12) значения индекса в условных «естественных природных» условиях. Данный подход может быть использован и для других вегетационных индексов. Он позволяет оценить степень антропогенного воздействия угольного разреза на растительный покров для конкретных физико-географических условий.

Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, угольные разрезы, открытые горные работы, NDVI, продуктивность растений, НВОС, вегетационный индекс, антропогенное воздействие, экологический мониторинг
Как процитировать:

Маневич П. П., Коликов К. С. Обоснование метода оценки негативного воздействия угольного разреза на вегетационную активность растительного покрова по данным дистанционного зондирования Земли из космоса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 11. – С. 109–120. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_11_0_109.

Благодарности:
Номер: 11
Год: 2022
Номера страниц: 109-120
ISBN: 0236-1493
UDK: 629.785.634.92
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_109
Дата поступления: 01.07.2022
Дата получения рецензии: 20.09.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.10.2022
Информация об авторах:

Маневич Полина Павловна1 — инженер, e-mail: manevich.polina@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-6639-2321,
Коликов Константин Сергеевич1 — д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: kolikovks@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-8831-1927,
1 НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:

Маневич П.П., e-mail: manevich.polina@gmail.com.

Список литературы:

1. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Мухина А. С., Мосейкин В. В. Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы восстановления нарушенных земель при отвалообразовании на открытой угледобыче в Кузбассе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5. — С. 5–24. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_5_0_5.

2. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Васильева А. Д., Мухина А. С. Инженерно-геологические и экологические проблемы при эксплуатации и рекультивации высоких отвалов на разрезах Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 8. — С. 164–178. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_164.

3. Корнилков С. В., Антонинова Н. Ю., Шубина Л. А., Славиковская Ю. О. Экологические аспекты выбора направления рекультивации при отработке месторождений полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-2. — С. 218—230. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_218.

4. Семина И. С., Андроханов В. А., Куляпина Е. Д. Опыт использования отходов углеобогащения для рекультивации нарушенных участков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 159–175. DOI: 10.25018/0236-1493-20209-0-159-175.

5. Галанина Т. В., Баумгартэн М. И., Королева Т. Г. Правовые аспекты регулирования рекультивации земель, нарушенных при добыче угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 15–26. DOI: 10.25018/0236-1493-20206-0-15-26.

6. Ma B., Yang X., Yu Y., Shu Y., Che D. Investigation of vegetation changes in different mining areas in Liaoning Province, China, using multisource remote sensing data // Remote Sensing. 2021, vol. 13, no. 24, article 5168. DOI: 10.3390/rs13245168.

7. Henchiri M., Ali S., Essifi B., Kalisa W., Zhang S., Bai Y. Monitoring land cover change detection with NOAA-AVHRR and MODIS remotely sensed data in the North and West of Africa from 1982 to 2015 // Environmental Science and Pollution Research. 2020, vol. 27, pp. 5873–5889. DOI: 10.1007/s11356-019-07216-1.

8. Yang Z., Shen Y., Li J., Jiang H., Zhao L. Unsupervised monitoring of vegetation in a surface coal mining region based on NDVI time series // Environmental Science and Pollution Research. 2022, vol. 29, pp. 26539–26548. DOI: 10.1007/s11356-021-17696-9.

9. Ren H., Zhao Y., Xiao W., Li J., Yang X. Influence of management on vegetation restoration in coal waste dump after reclamation in semi-arid mining areas: examining Sheng Li coalfield in Inner Mongolia, China // Environmental Science and Pollution Research. 2021, vol. 28, pp. 68460–68474. DOI: 10.1007/s11356-021-15361-9.

10. Myaskov A., Kostyuk S., Marinova D. Development of the characterizing indicators for the existing biodiversity and natural ecosystems and their role in habitat formation // E3S Web of Conferences. 2019, vol. 105, article 02009. DOI: 10.1051/e3sconf/201910502009.

11. Манаков Ю. А., Куприянов А. Н., Стрельникова Т. О., Уфимцев В. И., Куприянов О. А., Силантьева М. М., Гребенникова А. Ю., Голохваст К. С., Лукьянцев С. В. Экологический мониторинг в районах угледобычи. — Новосибирск: Гео, 2017. — 208 с.

12. Копылов В. Н., Кочергин Г. А., Полищук Ю. М., Хамедов В. А. Использование данных ДЗЗ при решении региональных задач рационального природопользования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2009. — Т. 6. — № 1. — С. 33—41.

13. Гермак О. В. Использование данных дистанционного зондирования для экологического мониторинга опустынивания // Научное обозрение. — 2013. — № 12. — С. 59—62.

14. Опарин В. Н., Потапов В. П., Киряева Т. А., Юшкин В. Ф. К проблеме разработки методов и геоинформационных средств комплексной оценки влияния нелинейных деформационно-волновых процессов, индуцированных сейсмическими воздействиями, на геомеханическое состояние бортов карьеров и газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 8. — С. 5—39. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-8-0-5-39.

15. Корчагина Т. В., Потапов В. П., Счастливцев Е. Л. Цифровой мониторинг природно-техногенной среды для обеспечения экологической безопасности предприятий горнодобывающей отрасли // Уголь. — 2022. — № 6 (1155). — С. 59—66.

16. Опарин В. Н., Адушкин В. В., Юшкин В. Ф., Потапов В. П. О влиянии природноклиматических и техногенных факторов на развитие механо-эрозионных и сейсмоэмиссионных процессов в окрестностях угольных разрезов Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 9. — С. 72—101. DOI: 10.25018/0236-14932019-09-0-72-101.

17. Wills K. S. Remote sensing change detection for ecological monitoring in united states protecte areas // Biological Conservation. 2015, vol. 86, pp. 20—26.

18. Huete A. R., Jackson R. D., Post D. F. Spectral response of a plant canopy with different soil backgrounds // Remote Sensing of Environment. 1985, vol. 17, pp. 37—53. DOI: 10.1016/0034-4257(85)90111-7.

19. Vermote E., Wolfe R. MODIS/Terra Surface Reflectance Daily L2G Global 1 km and 500 m SIN Grid V061. Distributed by NASA EOSDIS Land Processes DAAC. DOI: 10.5067/ MODIS/MOD09GA.061. Accessed 2022-04-17.

20. Gorelick N., Hancher M., Dixon M., Ilyushchenko S., Thau D., Moore R. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone // Remote Sensing of Environment. 2017, vol. 202, pp. 18—27. DOI: 10.1016/j.rse.2017.06.031.

21. Gao B. NDWI — A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space // Remote Sensing of Environment. 1996, vol. 58, no. 3, pp. 257—266. DOI: 10.1016/s0034-4257(96)00067-3).

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.