Динамика зарастания сухоройных песчаных карьеров в северо-таёжных условиях Западной Сибири за период с 1985 по 2021 гг.

Цель. На примере модельного участка в бассейне р. Надым провести дистанционную оценку пространственно-временного распространения сухоройных карьеров и динамику их естественного зарастания за последние 40 лет.
Процедура и методы. Объектами исследования являются сухоройные песчаные карьеры, образованные при строительстве железных и автомобильных дорог, а также магистральных газо- и нефтепроводов. В качестве исходных данных использовались разновременные космические снимки Corona (1968 и 1976 г.), Landsat-5/7/8 (1984–2023 гг.) и Sentinel-2 (2017– 2020 гг.). Расчёты ежегодного медианного значения NDVI по архиву данных Landsat за 1985–2021 гг. для каждого карьера выполнены с помощью платформы Google Earth Engine. Методически работа включала оцифровку и атрибутирование линейных объектов инфраструктуры, выявление и определение границ карьеров, определение степени затопления, типа фонового ландшафта и времени образования каждого карьера. Также выполнялись расчёты зональной статистики в ArcGIS Desktop и MS Excel.
Результаты. Выявлено 343 сухоройных песчаных карьера, приуроченных преимущественно к автодорогам и магистральным трубопроводам. Карьеры разделены на 4 поколения, отражающие этапы хозяйственного освоения территории. Пик нарушенности отмечен во время строительства автодороги «Надым–Приозёрный» во второй половине 1980-х гг. Установлено, что успешность зарастания карьеров напрямую зависит от их возраста и типа местоположения. В частности, максимальные значения NDVI (0,63) выявлены для карьеров I поколения, образованные более 70 лет назад в густых зеленомошных лесах; минимальные (0,36) – для молодых карьеров вдоль магистральных трубопроводов на участках лишайниковых редколесий. В карьерах, приуроченных к участкам густых зеленомошных лесов, фоновый уровень NDVI по состоянию на 2021 г. не достигнут, несмотря на наличие благоприятных лесорастительных условий. В то же время в карьерах на участках сухих сосново-лишайниковых редколесий в настоящее время отмечаются сопоставимые или превышающие фоновый уровень значения NDVI за счёт улучшения условий увлажнения.
Теоретическая и/или практическая значимость. В целом установлено, что в современных климатических условиях северной тайги Западной Сибири за последние 40 лет наблюдается устойчивый тренд естественного восстановления растительности в карьерах вне зависимости от эффективности проведения биологического этапа рекультивации. Полученные результаты могут использоваться для оптимизации и повышения эффективности методик восстановления почвенно-растительного покрова на нарушенных территориях в пределах рассматриваемой территории.

1. Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа. М.: ГУГК, 2004. 304 с.

2. Восстановление земель на Крайнем Севере / отв. ред. И. Б. Арчегова. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, 2000. 152 с.

3. Ермилов О. М., Грива Г. И., Москвин В. И. Воздействие объектов газовой промышленности на северные экосистемы и экологическая стабильность геотехнических комплексов в криолитозоне. Новосибирск: СО РАН, 2002. 148 с.

4. Ильина И. С., Лапшина Е. И., Лавренко Н. Н. Растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: Наука, 1985. 248 с.

5. Коронатова Н. Г. Особенности и условия восстановления почвенно-растительного покрова на карьерах Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета. 2003. № 7. C. 135–141.

6. Коронатова Н. Г., Миляева Е. В. Сукцессия фитоценозов при зарастании выработанных карьеров в подзоне северной тайги Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. 2011. № 5. C. 697–705.

7. Лоботросова С. А. Сукцессии растительного покрова эоловых форм рельефа в северной тайге Западной Сибири (на примере бассейна реки Надым): дис. ... канд. биол. наук. Тюмень: ИКЗ ТюмНЦ СО РАН, 2020. 193 с.

8. Нарушенность почвенно-растительного покрова на севере Западной Сибири: пространственное распространение и способы рекультивации / О. С. Сизов, А. В. Соромотин, С. А. Лоботросова, Н. Е. Лобжанидзе, Н. В. Приходько // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2022. Т. 4. № 307. C. 40–46. DOI: 10.33285/2411-7013-2022-4(307)-40-46

9. Седых В. Н. Леса и нефтегазовый комплекс. Новосибирск: Наука, 2011. 138 с.

10. Сизов О. С., Лоботросова С. А., Соромотин А. В. Оценка физико-химических свойств верхних органо-минеральных горизонтов песчаных обнажений на севере Западной Сибири (на примере среднего течения р. Надым) // Географическая среда и живые системы. 2020. № 1. C. 31–52. DOI: 10.18384/2712-7621-2020-1-31-52

11. Соромотин А. В. Воздействие добычи нефти на таежные экосистемы Западной Сибири. Тюмень: ТюмГУ, 2010. 320 с.

12. Соромотин А. В., Сизов О. С. Активизация эоловых процессов на севере Западной Сибири в связи с возросшим антропогенным воздействием // Проблемы Региональной Экологии. 2007. № 4. C. 12-15.

13. Сумина О. И. Формирование растительности на техногенных местообитаниях Крайнего Севера России. Санкт-Петербург: Информ-Навигатор, 2013. 340 с.

14. Сумина О. И., Копцева Е. М. Разнообразие и динамика растительности карьеров в лесотундре Западной Сибири (окрестности г. Лабытнанги, Ямало-Ненецкий АО) // Растительность России. 2004. № 6. C. 83–103.

15. Хренов В. Я. Почвы криолитозоны Западной Сибири: морфология, физико-химические свойства, геохимия. Новосибирск: Наука, 2011. 214 с.

16. Characterization of Landsat-7 to Landsat-8 reflective wavelength and normalized difference vegetation index continuity / D. P. Roy, V. Kovalskyy, H. K. Zhang, E. F. Vermote, L. Yan, S. S. Kumar, A. Egorov // Remote Sensing of Environment. 2016. Vol. 185. № 185. P. 57–70. DOI: 10.1016/j.rse.2015.12.024

17. Cyclic and linear trajectories of ecosystem evolution on sand dunes in Siberian taiga: A comprehensive analysis / A. V. Soromotin , G. R. Lanza , O. S. Sizov, S. A. Lobotrosova, E. V. Abakumov, A. O. Zverev, A. S. Yakimov et al. // Science of The Total Environment. 2024. Vol. 928. P. 172265. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172265

18. Forbes B. C., Sumina O. I. Comparative ordination of low Arctic vegetation recovering from disturbance: reconciling two contrasting approaches for field data collection // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 1999. Vol. 31. № 4. Р. 389–399.

19. Kapitonova O., Aksarina K. On some physical and chemical properties of soils of sandy outcrops of the West Siberian northern regions // Environmental dynamics and global climate change. 2019. Vol. 10. № 1. P. 28–37. DOI: 10.17816/edgcc10533