ЗОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА И ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ ТИПИЧНОЙ ТУНДРЫ В УСЛОВИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА (НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА МАРРЕСАЛЯ, ПОЛУОСТРОВ ЯМАЛ)

Цель исследований — охарактеризовать обусловленные потеплением климата различия в изменении свойств растительности и влажности почвы разных типов ландшафта на разных геоморфологических уровнях, а также возможную связь этих изменений с геокриологическими условиями. Исследование проводилось на участке тундры на полуострове Ямал с использованием данных со спутников Landsat за период с 1985 по 2024 гг. на основе вегетационного индекса NDVI, индекса влажности растительности NDWI и температурно-вегетационного индекса влажности почвы WI (Wet Index). Выявленные тренды изменения индексов свидетельствуют о доминирующем влиянии рельефа на темпы роста влажности почвы и растительности. Показано, что темпы изменения индексов могут рассматриваться в качестве индикаторов изменения глубины сезонно-талого слоя.

1. Beamish A., Raynolds M. K., Epstein H., Frost G. V., Macander M. J., Bergstedt H., Bartsch A., Kruse S., Miles V., Tanis C. M., Heim B., Fuchs M., Chabrillat S., Shevtsova I., Verdonen M., Wagner J. Recent trends and remaining challenges for optical remote sensing of Arctic tundra vegetation: A review and outlook. Remote Sensing of Environment, 2020, vol. 246, no. 1, p. 111872. Available at: https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111872.

2. Clayton L. K., Schaefer K., Battaglia M. J., Bourgeau-Chavez L., Chen J., Chen R. H., Chen A., Bakian-Dogaheh K., Grelik S., Jafarov E., Liu L., Michaelides R. J., Moghaddam M., Parsekian A. D., Rocha A. V., Schaefer S. R., Sullivan T., Tabatabaeenejad A., Wang K., Wilson C. J., Zebker H. A., Zhang T., Zhao Y. Active layer thickness as a function of soil water content. Environ. Res. Lett., 2021, vol. 16, p. 055028. Available at: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abfa4c.

3. Khani H. M., Kinnard C., Gascoin S., Levesque E. Fine-scale environment control on ground surface temperature and thaw depth in a High Arctic tundra landscape. Permafrost and Periglacial Processes, 2023, vol. 34, no. 4, pp. 467—480. Available at: https://doi.org/10.1002/ppp.2203.

4. Heijmans M. M. P. D., Magnusson R. I., Lara M. J., Frost G. V., Myers-Smith I. H., van Huissteden J., Jorgenson M. T., Fedorov A. N., Epstein H. E., Lawrence D. M., Limpens J. Tundra vegetation change and impacts on permafrost. Nature Reviews Earth & Environ., 2022, vol. 3, no. 1, pp. 68—84. Available at: https://doi.org/10.1038/s43017-021-00233-0.

5. Park H., Walsh J., Fedorov A. N., Sherstiukov A. B., Iijima Y., Ohata T. The influence of climate and hydrological variables on opposite anomaly in active-layer thickness between Eurasian and North American watersheds. The Cryosphere, 2013, vol. 7, pp. 631—645. Available at: https://doi.org/10.5194/tc-7-631-2013.

6. Liu Y., Wu X., Wu T., Hu G., Zou D., Qiao Y., Wei X., Fan X., Yan X. Climate warming controls vegetation growth with increasing importance of permafrost degradation in the Northern hemisphere during 1982—2022. Remote Sensing, 2025, vol. 17, no. 1, p. 104. Available at: https://doi.org/10.3390/rs17010104.

7. Vasiliev A. A., Drozdov D. S., Gravis A. G., Malkova G. V., Nyland K. E., Streletskiy D. A. Permafrost degradation in the Western Russian Arctic. Environ. Res. Lett., 2020, vol. 15, p. 045001. Available at: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab6f12.

8. Yang Y., Wang X., Wang T. Permafrost degradation induces the abrupt changes of vegetation NDVI in the Northern Hemisphere. Earth’s Future, 2024, vol. 12, p. e2023EF0004309. Available at: https://doi.org/10.1029/2023EF004309.

9. Корниенко С. Г., Елсаков В. В. Оценка информативности температурно-вегетационного индекса как индикатора влажности напочвенного растительного покрова тундровой зоны // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. — 2024. — Т. 21, № 3. — С. 155—170. — URL: https://doi.org/10.21046/2070-7401-2024-21-3-155-170.

10. Liu C., Huang H., Sun F. A pixel-based vegetation greenness trend analysis over the Russian tundra with all available Landsat data from 1984 to 2018. Remote Sensing, 2021, vol. 13, no. 23, p. 4933. Available at: https://doi.org/10.3390/rs13234933.

11. Pastick N. J., Jorgenson M. T., Wylie B. K., Nield S. J., Johnson K. D., Finley A. O. Distribution of near-surface permafrost in Alaska: Estimates of present and future conditions. Remote Sensing of Environment, 2015, vol. 168, pp. 301—315. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2015.07.019.

12. Wenzl M., Baumhoer C. A., Dietz A. J., Kuenzer C. Vegetation changes in the Arctic: A review of earth observation applications. Remote Sensing, 2024, vol. 16, no. 23, p. 4509. Available at: https://doi.org/10.3390/rs16234509.

13. Tucker C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment, 1979, vol. 8, pp. 127—150. Available at: https://doi.org/10.1016/0034-4257(79)90013-0.

14. Boсai Gao. 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. Available at: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(96)00067-3.

15. Giese L., Baumberger M., Ludwig M., Schneidereit H., Sánchez E., Robroek B. J. M., Lamentowicz M., Lehmann J. R. K., Hölzel N., Knorr K.-H., Meyer H. Recent trends in moisture conditions across European peatlands. Remote Sens. Appl.: Society and Environ., 2025, vol. 37, p. 101385. Available at: https://doi.org/10.1016/j.rsase.2024.101385.

16. Sandholt I., Rasmussen K., Andersen J. A simple interpretation of the surface temperature/vegetation index space for assessment of surface moisture status. Remote Sensing of Environment, 2002, vol. 79, pp. 213—224. Available at: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(01)00274-7.

17. Burdun I., Bechtold M., Sagris V., Komisarenko V., De Lannoy G., Mander Ü. A comparison of three trapezoid models using optical and thermal satellite imagery for water table depth monitoring in Estonian bogs. Remote Sensing, 2020, vol. 12, no. 12, p. 1980. Available at: https://doi.org/10.3390/rs12121980.

18. Sadeghi M., Babaeian E., Tuller M., Jones S. B. The optical trapezoid model: A novel approach to remote sensing of soil moisture applied to Sentinel-2 and Landsat-8 observations. Remote Sensing of Environment, 2017, vol. 198, pp. 52—68. Available at: https://doi.org/10.1016/j.rse.2017.05.041.

19. Schieldge J. P., Kahle A. B., Alley R. E., Gillespie A. R. Use of thermal inertia properties for material identification. SPIE Image Processing for Missile Guidance, 1980, vol. 238, pp. 350—357. Available at: https://doi.org/10.1117/12.959165.

20. Kornienko S. G. Variations in thermal diffusivity of the tundra cover according to data from field observations during the summer period. Earth’s Cryosphere, 2022, vol. 26, no. 1, pp. 9—18.

21. Oblogov G. E., Vasiliev A. A., Streletskaya I. D., Zadorozhnaya N. A., Kuznetsova A. O., Kanevskiy M. Z., Semenov P. B. Methane content and emission in the permafrost landscapes of western Yamal, Russian Arctic. Geosciences, 2020, vol. 10, no. 10, p. 412. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences10100412.

22. Дубровин В. А., Крицук Л. Н. Результаты изучения температурного режима мерзлой толщи района Марре-Сале на полуострове Ямал // Инженер. геология. — 2010. — № 3. — C. 68—74. — URL: https://elibrary.ru/ncxixp.

23. Васильев А. А., Облогов Г. Е., Широков Р. С. Долговременный мониторинг глубины сезонного протаивания пород в типичных тундрах западного Ямала // Криосфера Земли. — 2023. — Т. 27, № 4. — С. 3—13. — URL: https://doi.org/10.15372/KZ20230401.

24. Xu H. Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. Intern. J. of Remote Sensing, 2006, vol. 27, no. 14, pp. 3025—3033. Available at: https://doi.org/10.1080/01431160600589179.

25. Van de Griend A. A., Owe M. On the relationship between thermal emissivity and the normalized different vegetation index for natural surfaces. Intern. J. of Remote Sensing, 1993, vol. 14, no. 6, pp. 1119—1131. Available at: https://doi.org/10.1080/01431169308904400.

26. Artis D. A., Carnahan W. H. Survey of emissivity variability in thermography of urban areas. Remote Sensing of Environment, 1982, vol. 12, no. 4, pp. 313—329. Available at: https://doi.org/10.1016/0034-4257(82)90043-8.

27. Teillet P. M., Barker J. I., Markham B. L., Irish R. R., Fedosejevs G., Storey J. C. Radiometric cross-calibration of the Landsat-7 ETM+ and Landsat-5 TM sensors based on tandem data sets. Remote Sensing of Environment, 2001, vol. 78, no. 1—2, pp. 39—54. Available at: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(01)00248-6.

28. Holden C. E., Woodcock C. E. An analysis of Landsat 7 and Landsat 8 under flight data and the implications for time series investigations. Remote Sensing of Environment, 2016, vol. 185, pp. 16—36. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2016.02.052.

29. Тишков А. А., Белоновская Е. А., Вайсфельд М. А. и др. «Позеленение» тундры как драйвер современной динамики арктической биоты // Арктика: экология и экономика. — 2018. — № 2 (30). — С. 31—44. — DOI: 10.25283/2223-4594-2018-2-31-44.

30. Iijima Y., Fedorov A. N., Park H., Suzuki K., Yabuki H., Maximov T. C., Ohata T. Abrupt increases in soil temperatures following increased precipitation in a permafrost region, central Lena River basin, Russia. Permafrost and Periglacial Processes, 2010, vol. 21, pp. 30—41. Available at: https://doi.org/10.1002/ppp.662.

31. Тишков А. А., Титова С. В. Пожары в Арктической зоне Российской Федерации: новые оценки, роль изменений климата и возможные последствия // Арктика: экология и экономика. — 2025. — Т. 15, № 1. — С. 98—108. — DOI: 10.25283/2223-4594-2025-1-98-108.

32. Jin X-Y., Jin H-J., Iwahana G., Marchenko S. S., Luo D-L., Li X-Y., Liang S-H. Impacts of climate-induced permafrost degradation on vegetation: A review. Advances in Climate Change Research, 2021, vol. 12, no. 1, pp. 29—47. Available at: https://doi.org/10.1016/j.accre.2020.07.002.

33. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Никонов Р. А. Мониторинг развития Дуплетного объекта взрыва газа С22 на полуострове Ямал по данным дистанционного зондирования Земли // Арктика: экология и экономика. — 2024. — Т. 14, № 3. — С. 320—333. — DOI: 10.25283/2223-4594-2024-3-320-333.

34. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Никонов Р. А., Гаврилов А. А. Аномально быстрый рост и взрыв Ямальского бугра газодинамического пучения C23 в 2020—2024 годах // Арктика: экология и экономика. — 2025. — Т. 15, № 3. — С. 4—17. — DOI: 10.25283/2223-4594-2025-3-4-17.

35. Hellevang H., Ippach M. R., Westermann S., Nooraiepour M. Formation of giant Siberian gas emission craters (GECs). Science of The Total Environment, 2025, vol. 995, p. 180042. Available at: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.180042.