Оценка эффективности рекультивации на участках разреза «Назаровский» с помощью данных дистанционного зондирования

Важнейшей проблемой ведения горных работ открытым способом является разрушение и уничтожение не только плодородного слоя почвы, но и растительных сообществ. Вынос глубинных пород на земную поверхность усугубляет условия последующей рекультивации нарушенных земель. Рекультивация является наиболее эффективным методом вовлечения нарушенных земель в хозяйственный оборот. Одним из наиболее эффективных способов контроля их состояния является дистанционный (космический) мониторинг с использованием мультиспектральных спутниковых изображений. На примере разреза «Назаровский» рассмотрены вопросы применения дистанционных методов мониторинга для оценки состояния рекультивированных, нарушенных горными работами земель. В результате исследования на основе данных за июль и август 2020 г. с космического аппарата Sentinel-2 с пространственным разрешением 10 м/пиксель были построены карты индексов, таких как нормализованный относительный индекс растительности, индекс растительности с коррекцией по почве, а также карты различий между этими индексами за разные даты съемки и графики их значений по профилю для каждого района исследования. Кроме того, для уточнения результатов дополнительно были рассчитаны показатели содержания хлорофилла и влаги в листе.

Миков Л. С., Счастливцев Е. Л., Андроханов В. А. Оценка эффективности рекультивации на участках разреза «Назаровский» с помощью данных дистанционного зондирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 1. – С. 70–83. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_1_0_70.

Миков Леонид Сергеевич¹ — младший научный сотрудник, e-mail: mikov@ict.sbras.ru,
Счастливцев Евгений Леонидович¹ — д-р техн. наук, e-mail: schastlivtsev@ict.sbras.ru,
Андроханов Владимир Алексеевич — д-р биол. наук, директор Института почвоведения и агрохимии СО РАН, e-mail: androhan@yandex.ru,
¹ Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий.

Счастливцев Е.Л., e-mail: schastlivtsev@ict.sbras.ru.

1. Андроханов В. А., Госсен И. Н., Уфимцев В. Н. Итоги рекультивации на Назаровском угольном разрезе / Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель: материалы XI Всероссийской научной конференции с международным участием. — Сатка: Принтоника, 2022. — С. 16—19.

2. Андроханов В. А., Овсянникова С. В., Курачев В. М. Техноземы: свойства, режимы, функционирование. — Новосибирск: Наука, 2000. — 200 с.

3. Уфимцев В. И., Стрельникова T. О., Куприянов О. А. Структура живого напочвенного покрова в сосняках на участках рекультивации Кузбасса // Вестник Томского государственного университета. Биология. — 2018. — № 44. — С. 36—58. DOI: 10.17223/19988591/44/3.

4. Курачев В. М., Андроханов В. А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. — 2002. — № 3. — С. 255—261.

5. Соколов Д. А., Андроханов В. А., Абакумов Е. В. Почвообразование в техногенных ландшафтах: тренды, результаты и отражение в современных классификациях (обзор) // Вестник Томского государственного университета. Биология. — 2021. — № 56. — С. 6—32. DOI: 10.17223/19988591/56/1.

6. Корчагина Т. В., Потапов В. П., Счастливцев Е. Л. Цифровой мониторинг природнотехногенной среды для обеспечения экологической безопасности предприятий горнодобывающей отрасли // Уголь. — 2022. — № 6 (1155). — С. 59—67. DOI: 10.18796/00415790-2022-6-59-67.

7. Гиниятуллина О. Л., Потапов В. П., Миков Л. С. Метод оценки геодинамического и геоэкологического состояния угледобывающих предприятий на основе комплексной обработки радарных и мультиспектральных снимков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № S23. — С. 510—516. DOI: 10.25018/0236-1493-201710-23-510-516.

8. Зеньков И., Ижмулкина Е., Маглинец Ю., Юронен Ю., Вокин В., Юрковская Г., Логинова Е. Результаты исследования формирования экосистемы на угольных разрезах в западной части центральных районов Кузбасса с использованием ресурсов ДЗЗ // Экология и промышленность России. — 2018. —№ 22(2). — С. 40—45. DOI: 10.18412/1816-03952018-2-40-45.

9. Гиниятуллина О. Л., Счастливцев Е. Л., Ковалев В. А. Опыт применения дистанционнго зондирования земли в задачах геоэкологического мониторинга угледобывающего района / Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли: Материалы V Международной научной конференции. — Красноярск: СФУ, 2018. — С. 283—287.

10. Ali N., Fu X., Ashraf U., Chen J., Thanh H. V., Anees A., Riaz M. S., Fida M., Hussain M. A., Hussain S., Hussain W., Ahmed A. Remote sensing for surface coal mining and reclamation monitoring in the Central Salt Range, Punjab, Pakistan // Sustainability. 2022, vol. 14, article 9835. DOI: 10.3390/su14169835.

11. Alden M. Remote sensing techniques for monitoring coal surface mining and reclamation in the Powder River basin. Environmental Studies, 2009, 70 p.

12. Juanda E. T. Analysis vegetation change on coal mine reclamation using Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) // IOP Conference Series. Earth and Environmental Science. 2021, vol. 716, no. 1, article 012035. DOI: 10.1088/1755-1315/716/1/012035.

13. Buczyńska A. Remote sensing and GIS technologies in land reclamation and landscape planning processes on post-mining areas in the Polish and world literature / AIP Conference Proceedings. 2020, vol. 2209, article 040002. DOI: 10.1063/5.0000009.

14. Gatti A., Bertolini A. Sentinel-2 products specification document. Cannes, Thales Alenia Space, 2015, 496 p.

15. Ufimtsev V. I., Androkhanov V. A., Ovsyannikova S. V. The impact of a recultivation layer on the restoration of plant communities / VI International Scientific Conference «Problems of Industrial Botany of Industrially Developed Regions». 2021, article 00030.

16. Dwivedi R. S. Geospatial technologies for land degradation assessment and management. Boca Raton, CRC Press, 2019, 391 p.

17. Черепанов А. С. Вегетационные индексы // Геоматика. — 2011. — № 2. — С. 98—102.

18. Акиянова Ф. Ж., Ткач К. А. Особенности изменений проективного покрытия растительности по анализу вегетационного индекса SAVI в переделах международного транспортного коридора на казахстанском участке «Коргас, Достык — порт Актау» // Гидрометеорология и экология. — 2017. — № 4. — С. 32—43.

19. Huete A. R. A soil-adjusted vegetation index (SAVI) // Remote Sensing of Environment. 1988. № 25. С. 295—309.

20. Jay S., Goretta N., Morel J., Maupas F., Bendoula R. Estimating leaf chlorophyll content in sugar beet canopies using millimeterto centimeter-scale reflectance imagery // Remote Sensing of Environment. 2017, vol. 198, pp. 173—186. DOI: 10.1016/j.rse.2017.06.008.

21. Zhang F., Zhou G. Estimation of vegetation water content using hyperspectral vegetation indices: a comparison of crop water indicators in response to water stress treatments for summer maize // BMC Ecology. 2019, vol. 19, no. 1, pp. 1—12. DOI: 10.1186/s12898-019-0233-0.