Геоэкологические последствия изменений наземного покрова в 1992–2020 гг.

Происходящая вследствие роста антропогенной нагрузки трансформация землепользования и наземного покрова является одним из наиболее важных факторов глобальных изменений окружающей среды. Многочисленные исследования по данной тематике выполнены в глобальных, континентальных, страновых масштабах, а также для отдельных регионов и городов. Значительно реже динамика наземного покрова и обусловленные ею процессы изучаются в природно-зональных границах. В то же время именно такой подход позволяет определить направленность геоэкологических процессов, обусловленных изменениями землепользования, на зональном уровне. В связи с этим цель статьи – определение значимых направлений трансформации наземного покрова на глобальном уровне за тридцатилетний период (1992–2020) в границах экологических зон. В качестве источника использованы геопространственные данные «Инициативы по изменению климата» Европейского космического агентства ESA CCI LC. Исследование включало несколько этапов: 1) инвентаризацию и картографирование ареалов изменений и типов переходов между разными категориями наземного покрова за 1992–2020 гг. для 20 экологических зон (база данных включает 11 тыс. ареалов, охарактеризованных по семи параметрам: тип перехода, кодировка процесса, исходный и конечный тип наземного покрова, количество ячеек, количество ареалов, площадь ареала); 2) группировку выявленных 867 типов переходов по процессам трансформации и анализ проявления процессов в каждой из экологических зон; 3) оценку направленности выявленных изменений и их возможных геоэкологических последствий. В результате определены основные геоэкологические процессы трансформации наземного покрова, установлена их зональная специфика, в том числе различия их проявления в лесных и безлесных зонах, в пределах горных систем различных поясов. Установлено, что около 17% территорий с измененным наземным покровом характеризуются снижением или утратой биологической продуктивности, которые являются следствием опустынивания и обезлесивания земель, на 21% территорий произошло расширение площади антропогенно модифицированных и техногенных ландшафтов. Около трети всех изменений характеризуются процессами экореабилитации и восстановления экологического потенциала земель. Выявленные ареалы изменений могут рассматриваться как стадии динамичной перестройки природно-антропогенных систем и изменения их экосистемных функций, требующих более детального изучения.

1. Алексеева Н.Н., Климанова О.А., Хазиева Е.С. Глобальные базы данных земельного покрова и перспективы их использования для картографирования современных ландшафтов // Известия РАН. Серия геогр. 2017. № 1. С. 126–139.

2. Алексеева Н.Н., Климанова О.А., Третьяченко Д.А. и др. Траектории трансформации земельного покрова в зональных типах ландшафтов Индокитая // Известия РГО. 2019. № 4. С. 1–14.

3. Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В. и др. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 4. С. 285–302.

4. Климанова О.А., Третьяченко Д.А., Алексеева Н.Н. и др. Трансформация земельного покрова на глобальном уровне в 2001–2012 гг.: картографирование и анализ изменений // География и природные ресурсы. 2018. № 3. С. 5–13.

5. Курганова И.Н., Семенов В.М., Кудеяров В.Н. Климат и землепользование как ключевые факторы стабильности органического вещества в почвах // Доклады РАН. 2019. Т. 489. № 6. С. 646–650.

6. Романова Э.П., Алексеева Н.Н., Аршинова М.А. и др. Новая карта мира «Географические пояса и природные зоны суши Земли» // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2015. № 4. С. 3–11.

7. Afuye G.A., Nduku L., Kalumba A.M. et al. Global trend assessment of land use and land cover changes: A systematic approach to future research development and planning, J. of King Saud University – Science, 2024, vol. 36, 103262, DOI: 10.1016/j.jksus.2024.103262.

8. Castilla G., Hay G. Uncertainties in land use data, Hydrology and Earth System Sciences, 2007, vol. 11, iss. 6, p. 1857– 1868, DOI: 10.5194/hess-11-1857-2007.

9. Chen W., Chi G., Li J. The spatial association of ecosystem services with land use and land cover change at the county level in China, 1995–2015, Science of The Total Environment, 2019, vol. 669, p. 459–470.

10. Climate Change and Land, IPCC special. report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial, Ecosystems, Summary for Policy makers, 2019, 874 p.

11. Fernandes M.M., Fernandes M.R.M., Garcia J.R. et al. Assessment of land use and land cover changes and valuation of carbon stocks in the Sergipe semiarid region, Brazil, 1992–2030, Land use policy, 2020, vol. 99, 104795.

12. Fryer J., Williams I.D. Regional carbon stock assessment and the potential effects of land cover change, Science of The Total Environment, 2021, vol. 775, p. 145815.

13. Global Ecological Zones for FAO Forest Reporting: 2010, Forest Resources Assessment Working Paper 179 Update, Romе, 2012, 42 р.

14. Klimanova O., Naumov A., Greenfieldt Y. et al. Recent regional trends of land use and land cover transformations in Brazil, Geography, Environment, Sustainability, 2017, vol. 10(4), p. 98–116, DOI: 10.24057/2071-9388-2017-10-4-98-116.

15. Li J., Dong S., Li Y. et al. Effects of land use change on ecosystem services in the China–Mongolia–Russia economic corridor, J. of Cleaner Production, 2022, vol. 360, 132175, DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.132175.

16. Li W., Ciais P., MacBean N. et al. Major forest changes and land cover transitions based on plant functional. types derived from the ESA CCI Land Cover product, Int. J. of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2016, vol. 47, p. 30–39.

17. Mekon Z.A., Kafy A.A., Saha M. Assessing the impacts of vegetation cover loss on surface temperature, urban heatisland and carbon emission in Penang city, Malaysia, Building and Environment, 2022, vol. 222, 109335, DOI: 10.1016/j.buildenv.2022.109335.

18. Niu Z., He H., Peng S. et al. A process-based model integrating remote sensing data for evaluating ecosystem services, J. of Advances in Modeling Earth Systems, 2021, vol. 13, e2020MS002451, DOI: 10.1029/2020MS002451.

19. Potapov P., Hansen M.C., Pickens A. et al. The global. 2000–2020 land cover and land use change dataset de rived from the Landsat archive: first results, Frontiers in Remote Sensing, 2022, vol. 3, 856903, DOI: 10.3389/frsen.2022.856903, URL: https://glad.umd.edu/users/Potapov/GLCLUC2020/frsen-03-856903.pdf.

20. Radwan T.M., Blackburn A., Whyatt J.D. et al. Global land cover trajectories and transitions, Nature Sci. Reports, 2021, vol. 11, 12814, DOI: 10.1038/s41598-021-92256-2.

21. Reinhart V., Fonte C.C., Hoffmann P. et al. Comparison of ESA climate change initiative land cover to CORINE land cover over Eastern Europe and the Bal.tic States from a regional. climate modeling perspective, Int. J. of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2021, vol. 94, 102221, DOI: 10.1016/j.jag.2020.102221.

22. Turner B.L., Lambin E.F., Reenberg A. The emergence of land change science for global. environmental. change and sustainability, Proc. Nat. Acad. Sci., 2007, vol. 104, p. 20666–20671.

23. Wang Y., Sun Y., Cao X., et al. A review of regional and glob al scale Land Use/Land Cover (LULC) mapping products generated from satellite remote sensing, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2023, vol. 206, p. 311–334.

24. Xiao J., Song F., Su F. et al. Quantifying the independent contributions of climate and land use change to ecosystem services, Ecological Indicators, 2023, vol. 153, 110411, DOI: 10.21203/rs.3.rs-2357146/v1.

25. Zhang F., Xu N., Wang C. et al. Effects of land use and land cover change on carbon sequestration and adaptive management in Shanghai, China, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A, B, C, 2020, vol. 120, 102948.

26. Электронные ресурсы

27. Global. Ecological. Zones (second edition), URL: https:// data.apps.fao.org/catal.og/dataset (дата обращения 11.05.2024).

28. National Snow and Ice Data Center, URL: https://nsidc.org/news-analyses/scientific-analyses/about-our-analyses (дата обращения 03.08.2024).

29. Product Quality Assessment Report ICDR Land Cover 2016– 2020, Copernicus Climate Change Service, URL: https://datastore.copernicus-climate.eu/documents/satellite-land-cover/D5.2.2_PQAR_ICDR_LC_v2.1.x_PRODUCTS_v1.0.pdf (дата обращения 27.07.2024).

30. The European Space Agency. MRLC maps series from 1992 onwards (v207 and v2.1.1), URL: https://climate.esa.int/en/projects/land-cover/data/#mrlc-maps-series-from-1992-on-wards-(v207-and-v2.1.1) (дата обращения 11.05.2024).