Картографирование ландшафтных пожаров в дельте реки Меконг

DOI:

Цитирование. Берденгалиев Р.Н. Картографирование ландшафтных пожаров в дельте реки Меконг // Природные системы и ресурсы. – 2022. – Т. 12, № 3. – С. 47–54. – DOI:

В условиях глобального изменения климата и растущего антропогенного воздействия существует необходимость в мониторинге состояния окружающей среды и откликов природы на воздействие экзогенных факторов. Для этих целей широко распространено применение средств дистанционного зондирования Земли, поскольку они позволяют проводить ретроспективный анализ при отсутствии наземных наблюдений, существенно сокращают стоимость и время получения данных, также могут выполняться в оперативном режиме в зависимости от источников данных.

Пойменные и дельтовые ландшафты крупных рек очень сильно зависят как от климатических изменений, которые определяют и гидрологический режим рек, так и от зарегулирования речного стока. С давних пор строятся дамбы и плотины для регулирования гидрологического режима, что ведет к изменениям сезонных особенностей пойменного режима: смещаются сроки половодья, снижается высота и длительность стояния воды на пойме, падает уровень грунтовых вод [12]. В зоне влияния гидротехнических сооружений из-за подпора, наоборот, уровень грунтовых вод повышается [14], что приводит к подтоплению и заболачиванию территории. В результате природные ландшафты деградируют. Установлено влияние гидрологического режима пойм и на горимость ландшафтов: недостаточная водность половодья приводит к обсыханию водно-болотных угодий, что увеличивает пожарную опасность [3].

Одной из самых освоенных речных дельт является дельта реки Меконг во Вьетнаме. Трансграничное расположение речного бассейна и каскад водохранилищ и плотин в разных государствах приводят к нерациональному управлению водными ресурсами реки [10].

В результате в нижнем течении Меконга падает уровень воды, увеличивается влияние приливно-отливных явлений, что влечет рост засоления почв. Экологические проблемы дельты Меконга, вызванные изменением гидрологического режима реки, изучены достаточно хорошо [4]. Но исследований пожарного режима ландшафтов нижнего течения реки Меконг практически не проводилось, а официальная статистика охватывает только лесные пожары [9]. Необходимость учета выброса парниковых газов при пожарах также дополняет актуальность исследований закономерностей горимости ландшафтов и определения выгоревших площадей.

Целью данного исследования является анализ многолетней динамики выгоревших площадей в дельте реки Меконг по данным дистанционного зондирования Земли за 20012020 гг. В дальнейшем это позволит определить влияние природных и антропогенных факторов на горимость территории, а также изучить последствия пирогенного воздействия на ландшафты.

Объект, материалы и методика исследований

Исследование проводилось в границах экономического региона «Дельта реки Меконг» (ДРМ) на юго-западе Республики Вьетнам. Регион имеет административно-территориальное деление на 13 провинций общей площадью свыше 39 тыс. км2 (см. рис. 1). Река Меконг одна из двух крупных рек Вьетнама, протоки которой протекают по равнине Нам-бо и впадает в Южно-Китайское море [4].

Дельта Меконга имеет влажный тропический муссонный климат с отчетливыми сезонами дождей и засухи. Сезон дождей длится с мая по ноябрь, а сухой сезон – с декабря по апрель. Среднемесячная температура колеблется от 25 ° C до 29 °C. Среднегодовое количество осадков в дельте составляет примерно 1800 мм, из которых более 90 % приходится на сезон дождей [11].

Регион исследования практически полностью используется в сельском хозяйстве [4]. Дельта Меконга является ключевым сельскохозяйственным регионом Вьетнама, на долю которого приходится половина национального производства риса, в то время как водно-болотные угодья в дельте обеспечивают ресурсы, такие как лекарства, продукты питания (рыба и креветки) и др. Также регион включает в себя множество различных типов естественной растительности и землепользования. Среди этих типов лесные массивы, которые составляют 6,1 %. Лесные пожары представляют собой растущую угрозу в регионе из-за усиления засухи и повышения температуры в результате изменения климата. Период пожаров в дельте Меконга приходится на сухой сезон, пик которого приходится на март. По данным [9], с 1995 по 2016 год в общей сложности более 200 тыс. га леса было уничтожено пожарами. Лесные пожары оказали особенно серьезное воздействие на водно-болотные угодья: в 2002 году катастрофические пожары уничтожили около 2800 га и 3300 га насаждений чайного дерева (Melaleuca sp.) в национальных парках «Ю Мин Ха» и «Ю Мин Тхыонг» соответственно [9].

В данной работе проведен анализ пространственно-временной динамики природных пожаров на исследуемой территории за период с 2001-2020 года по данным различных информационных продуктов спутникового мониторинга, основанных на данных MODIS пространственного разрешения 250-1000 м и Landsat разрешения 30 м [5–7; 13]. Геоинфор-мационная обработка данных ДЗЗ была выполнена в программе QGIS3. Статистические результаты получены и обработаны в Microsoft Office Excel.

Исследование основано на многолетнем архиве данных информационных продуктов детектирования активного горения FIRMS и выгоревших площадей MCD64A1, FireCCI51 и GABAM за 2001–2020 гг. Данные продукты достаточно широко применяются в исследованиях ландшафтных пожаров [1–3; 8; 9].

Данные активного горения (горячие точки, ГТ) основаны на результатах обработки изображений прибора MODIS разрешения 1000 м (спутники Terra и Aqua). В атрибутивной информации каждой ГТ содержатся сведения о дате и времени фиксации, на основе которых был определен год и месяц пожара [6]. Пиксели MODIS, которые были отнесены к ГТ, объединялись в один объект на основе данных о сезоне и годе пожара.

Рис. 1. Территория исследования

Остальные три информационных продукта являются результатами картографирования выгоревших площадей. Данные MCD64A1 и FireCCI51 основаны на материалах FIRMS и имеют разрешение 500 и 250 м соответственно. GABAM получен по данным Landsat разрешения 30 м [5]. Первые два набора данных представлены растровыми месячными композитами с датой выгорания в значениях пикселей, что позволяет определить период пожара. Данные GABAM являются годовыми композитами, поэтому для них невозможно определение сезонности пожаров. Все исходные данные детектирования пожаров были переведены в векторный формат и пересечены электронной картой границ провинций. После чего были рассчитаны площади пожаров в провинциях региона.

Результаты и обсуждение

В результате геоинформационной обработки данных детектирования активного го- рения и выгоревших площадей получена серия электронных карт пройденной огнем площади за 2001–2020 гг. (рис. 2).

Из всех четырех продуктов, значения выгоревшей площади по данным MCD64A1 сильно завышены, когда по продукту GABAM данные значительно меньше по отношению к другим (рис. 3, табл. 1). Как ранее было показано, продукт MCD64A1 имеют пространственное разрешение 500 м [13], а GABAM основан на данных Landsat, временное разрешение которого один раз в 8–16 дней [1; 5]. С этим и связана такая разница в значениях. По трем продуктам, кроме GABAM площади пожаров за период исследования значительно растут, 2015 г. является самым пожароопасным.

Большая часть пожаров приходится на провинцию Анзянг, общая площадь гарей за весь период исследований по различным данным составляет от 1076,6 тыс. га (по данным GABAM) до 8720,4 тыс. га (по данным MCD64A1). Это связано с хозяйственным освоением региона, провинция Анзянг лиди-

Рис. 2. Суммарная выгоревшая площадь с 2001–2020 гг. по разным данным

рует по производству риса. На севере региона находятся фруктовые сады и крупнейшие леса чайных деревьев Чашы, Танлап, Сеокю-ит, Гаозёнг. По данным статьи Mondal А. [11], использование продукта земного покрова показывает, что на севере региона находятся естественные леса и рисовые поля, а на юго-востоке вдоль побережья распространены креветочные фермы и мангровые заросли. Таким образом, наибольшей горимостью характеризуются наиболее освоенные в сельскохозяйственном отношении земли, а также леса. Переувлажненные побережья, занятые мангровыми лесами, а также земли отведенные под производство аквакультур практически не горят из-за наличия водной поверхности.

Всего за весь период исследования общая площадь, пораженная огнем, варьируется от 15 (по данным GABAM) до 37 % (по данным MCD64A1) от всей площади территории исследования. С помощью пересечения годовых слоев всех продуктов были получены данные повторяемости пожаров в течение исследуемого периода (см. рис. 4). Это позволяет узнать на каких территориях пожары происходят чаще всего. Максимальная час-

Рис. 3. Динамика площади пожаров в 2001–2020 гг. по различным данным

Таблица 1

Площадь пожаров за 2001–2020 гг. в провинциях дельты реки Меконг

Провинции		Площадь, тыс. га
№	Названия	MCD64A1	FireCCI	FIRMS	GABAM
1	Виньлонг	194,8	110,2	60	18,1
2	Чавинь	19,3	42,3	40,2	3,3
3	Тьензянг	137,3	197,2	102,2	1,8
4	Шокчанг	124,4	77,4	105,8	37,2
5	Лонган	1242,4	491,4	450,4	123,6
6	Кьензянг	1346,8	384,2	485,6	300,6
7	Хаузянг	154,5	112,3	95,3	23
8	Донгтхап	1852,8	1004,7	470,2	176,8
9	Кантхо	690,9	255,5	157,3	48
10	Камау	23,4	9,1	126,4	9,9
11	Бенче	3,8	0,1	20,1	0,1
12	Бакльеу	62,3	19,2	55,2	17,8
13	Анзянг	2867,8	602,5	515,4	316,3
Всего		8720,4	2684	3306	1076,6

тота пожаров также характерна для провинции Анзянг. Возможность получать урожаи риса 2-3 раза в год создает предпосылки для выжигания рисовой соломы на полях. Видимо, именно с этим связана повышенная частота пожаров и горимость наиболее сельскохозяйственно-освоенных провинций дельты реки Меконг.

Заключение

В результате исследований выполнено картографирование выгоревших площадей в дельте реки Меконг за 2001–2020 годы. По данным разных информационных продуктов выгоревших площадей суммарная площадь гарей составила от 1 до 8,7 млн га или от 15 до 37 % всей территории. Это свидетельствует о высокой значимости пожаров как экзогенного фактора для экосистем нижнего течения Меконга.

Распространение пожаров связано с хозяйственным освоением территории. Наибольшее количество пожаров зафиксировано в провинциях, в которых преобладают рисовые поля.

Ежегодные сельскохозяйственные палы проводятся для выжигания рисовой соломы, поскольку здесь возможно получение 2–3 урожаев риса в год.

В дальнейшем может быть проведен анализ динамики горимости территории под влиянием климатических и гидрологических факторов с учетом особенностей сельскохозяйственного использования территории дельты реки Меконг.