Bulletin of the Russian Geographical SocietyBulletin of the Russian Geographical SocietyИзвестия Русского географического общества0869-60713034-5383The Russian Academy of Sciences65824010.31857/S0869607124010023OCWOUJArticlesСтатьиResearch ArticleGeoinformation analysis of the vegetation cover of the northern regions of the Irkutsk region and its changes under the impact of firesГеоинформационный анализ ландшафтного покрова северных районов Иркутской области и его изменений под воздействием пожаровBilichenkoI. N.БиличенкоИ. Н.
Russian Federation
irinabilnik@mail.ruRasputinaE. A.РаспутинаЕ. А.
Russian Federation
elenaistoma@gmail.comSochava Institute of Geography SB RASИнститут географии им. В.Б. Сочавы СО РАН020920241561162820022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-6071/article/view/658240

The northern regions of the Irkutsk oblast have been prone to fires in recent decades as a result of oil and gas and infrastructure development, as well as changing climatic conditions. Geoinformation mapping and analysis of the spatial structure of the vegetation cover of two key areas located in the area of the Vershina Khandy village and the village of Tokma for two time slices: 2013–2014 and 2018–2019 (before and after active forest fires, mainly in 2016 and 2017) was carried out. Mapping was done using the Random Rorest supervised classification method, Landsat 8 space images. As a result, 10 classes of vegetation cover were identified on the territory. It is shown that in the territories in 2013–2014 coniferous (light coniferous – pine-larch, larch-pine, less often dark coniferous – cedar and spruce) forests prevailed, as well as mixed coniferous-deciduous and deciduous forests and swamps. From 2013 to 2019, more than 20% of Tokma and more than 5% of Khanda key area was covered by fires. Mostly coniferous forests, as well as ernik bogs in the Tokma area were burning.

Северные районы Иркутской области в последние десятилетия подвержены пожарам в результате развития нефтегазового комплекса, а также изменяющихся климатических условий. В работе проведено геоинформационное картографирование и анализ пространственной структуры ландшафтного покрова (land cover) двух ключевых участков, расположенных в районе пос. Вершина Ханды и села Токма за два временных среза 2013–2014 гг. и 2018–2019 гг. (до и после активных лесных пожаров преимущественно 2016 и 2017 гг.). Картографирование проводилось с применением инструмента обучаемой классификации Random Forest, космических снимков Landsat 8. В результате на территории было выделено 10 классов ландшафтного покрова. Показано, что на территориях в 2013–2014 гг. преобладали хвойные (светлохвойные – сосново-лиственничные, лиственнично-сосновые, реже темнохвойные – кедровые и еловые) леса, а также хвойно-лиственные и лиственные леса и болота. С 2013 до 2019 г. более 20% Токминского и более 5% Хандинского была пройдена пожарами. Горели преимущественно хвойные леса, а на Токминском участке также ерниковые болота.

vershina KhandyTokmasupervised classification of space imagesLandsat 8vegetation mappingвершина ХандыТокмаландшафтный покровавтоматизированная классификация космических снимковLandsat 8картографированиерастительностьПравительство РФGovernment of the Russian FederationАААА-А21-121012190059-5Правительство РФGovernment of the Russian FederationАААА-А21-121012190056-4Alekseeva N.N., Klimanova O.A., Hazieva E.S. Global’nye bazy dannyh zemel’nogo pokrova i perspektivy ih ispol’zovaniya dlya kartografirovaniya sovremennyh landshaftov // Izvestiya Rossijskoj akademii nauk. Seriya geograficheskaya. 2017. № 1. P. 110–123. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2017-1-110-1232.Алексеева Н.Н., Климанова О.А., Хазиева Е.С. Глобальные базы данных земельного покрова и перспективы их использования для картографирования современных ландшафтов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2017. № 1. С. 110–123. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2017-1-110-123Atlas Irkutskoj oblasti: ekologicheskie usloviya razvitiya. Moscow – Irkutsk, 2004. 90 p.Атлас Иркутской области: экологические условия развития. М. – Иркутск, 2004. 90 с.Bilichenko I.N., Makarov S.A., Opekunova M.YU., Vlasova N.V. Ekologo-geograficheskie issledovaniya na YAraktinskom neftegazokondensatnom mestorozhdenii (irkutskaya oblast’) // Zashchita okruzhayushchej sredy v neftegazovom komplekse. 2017. № 2. P. 33–37.Биличенко И.Н., Макаров С.А., Опекунова М.Ю., Власова Н.В. Эколого-географические исследования на Ярактинском нефтегазоконденсатном месторождении (иркутская область) // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2017. № 2. С. 33–37.Kajbicheva E.I., Kajbichev I.A. Indeks chisla lesnyh pozharov v Rossijskoj Federacii za 2006–2010 gg. // Pozharovzryvobezopasnost’. 2013. V. 22. № 5. P. 45–50.Биличенко И.Н., Кобылкин Д.В., Куклина В.В., Богданов В.Н. Развитие неформальной дорожной сети и ее влияние на трансформацию таежных геосистем на севере Иркутской области // География и природные ресурсы. 2021. Т. 42. № 2. С. 114–122. EDN: VNEOTC. https://doi.org/10.15372/GIPR20210212Krasnoshtanova N.E. Osobennosti administrativnogo upravleniya v rajonah novogo promyshlennogo osvoeniya Severa: problemy i preimushchestva social’no-ekonomicheskogo razvitiya // Sever i rynok: formirovanie ekonomicheskogo poryadka. 2022. № 2(76). P. 82–96. https://doi.org/10.37614/2220-802X.2.2022.76.007.Кайбичева Е.И., Кайбичев И.А. Индекс числа лесных пожаров в Российской Федерации за 2006–2010 гг. // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 5. С. 45–50.Miheev V.S., Ryashin V.A. Landshafty yuga Vostochnoj Sibiri: Karta. M-b 1 : 1 500 000. M.: GUGK, 1977. 4 l.Красноштанова Н.Е. Особенности административного управления в районах нового промышленного освоения Севера: проблемы и преимущества социально-экономического развития // Север и рынок: формирование экономического порядка. 2022. № 2(76). С. 82–96. https://doi.org/10.37614/2220-802X.2.2022.76.007Ponomarev E.I., Haruk V.I., Yakimov N.D. Rezul’taty i perspektivy sputnikovogo monitoringa prirodnyh pozharov Sibiri // Sibirskij lesnoj zhurnal. 2017. № 5. P. 25–36.Михеев В.С., Ряшин В.А. Ландшафты юга Восточной Сибири: карта. М-б 1 : 1 500 000. М.: ГУГК, 1977. 4 л.Runova E.M., Dolenko M.A. Lesnye pozhary v Irkutskoj oblasti // Trudy Bratskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Estestvennye i inzhenernye nauki. 2006. V. 1. P. 90–92.Пономарев Е.И., Харук В.И., Якимов Н.Д. Результаты и перспективы спутникового мониторинга природных пожаров Сибири // Сибирский лесной журнал. 2017. № 5. С. 25–36.Ekologicheskie aspekty osvoeniya Kovyktinskogo gazokondensatnogo mestorozhdeniya / pod red. A.D. Abalakov, E.S. Ziganshin, YU.O. Medvedev i dr. Irkutsk: Izd-vo In-ta geografii SO RAN, 2001. 195 p.Рунова Е.М., Доленко М.А. Лесные пожары в Иркутской области // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2006. Т. 1. С. 90–92.Ekologicheskoe orientirovannoe planirovanie zemlepol’zovaniya v Bajkal’skom regione. Kovyktinskoe gazokondensatnoe mestorozhdenie / otv. red. E.G. Suvorov, S.A. Makarov. Irkutsk: Izd-vo In-ta geografii SO RAN, 2004. 159 p.Экологические аспекты освоения Ковыктинского газоконденсатного месторождения / под ред. А.Д. Абалакова, Э.С. Зиганшина, Ю.О. Медведева и др. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2001. 195 с.Goldammer J.G., Sukhinin A., Csiszar I. Current fire situation in the Russian Federation: Implications for enhancing international and regional cooperation in the UN Framework and the global programs on fire monitoring and assessment // GFMC contribution to the International Workshop “New Approaches to Forest Protection and Fire Management at an Ecosystem Level”, Khabarovsk, 2003. P. 1–24.Экологическое ориентированное планирование землепользования в Байкальском регионе. Ковыктинское газоконденсатное месторождение / отв. ред. Е.Г. Суворов, С.А. Макаров. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2004. 159 с.Brown C.F., Brumby S.P., Guzder-Williams B. et al. Dynamic World, Near real-time global 10 m land use land cover mapping // Sci Data. 2022. 9. 251 p. https://doi.org/10.1038/s41597-022-01307-4Goldammer J.G., Sukhinin A., Csiszar I. Current fire situation in the Russian Federation: Implications for enhancing international and regional cooperation in the UN Framework and the global programs on fire monitoring and assessment // GFMC contribution to the International Workshop “New Approaches to Forest Protection and Fire Management at an Ecosystem Level”. Khabarovsk, 2003. P. 1–24.Chughtai A.H, Abbasi H., Karas I.R. A review on change detection method and accuracy assessment for land use land cover // Remote Sensing Applications: Society and Environment. 2021. P. 13. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2021.100482Brown C.F., Brumby S.P., Guzder-Williams B. et al. Dynamic World, Near real-time global 10 m land use land cover mapping // Sci Data. 2022. № 9. 251 p. https://doi.org/10.1038/s41597-022-01307-4COPERNICUS Landcover 100m Proba-V C3 Global. Google Earth Engine. URL: https://developers.google.com/earthengine/datasets/catalog/COPERNICUS_Landcover_100m_Proba-V-C3_Global (accessed April 23, 2023).Chughtai A.H, Abbasi H., Karas I.R. A review on change detection method and accuracy assessment for land use land cover // Remote Sensing Applications: Society and Environment. 2021. P. 13. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2021.100482ESRI Land Cover global.URL: https://livingatlas.arcgis.com/landcover/ (accessed April 23, 2023).COPERNICUS Landcover 100m Proba-V C3 Global. Google Earth Engine. URL: https://developers.google.com/earthengine/datasets/catalog/COPERNICUS_Landcover_100m_Proba-V-C3_Global (дата обращения: 23.04.2023).Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O., Townshend J.R. G. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. 2013. V. 342. P. 850–853. https://doi.org/10.1126/science.1244693ESRI Land Cover global. URL: https://livingatlas.arcgis.com/landcover/ (дата обращения: 23.04.2023).Karra, A., Kontgis, C. Global land use/land cover with Sentinel-2 and deep learning // IGARSS 2021–2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, 2021. P. 2291. https://doi.org/10.1109/IGARSS47720.2021.9553499Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O., Townshend J.R. G. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. 2013. V. 342. P. 850–853. https://doi.org/10.1126/science.1244693Kharuk V.I., Ponomarev E.I., Ivanova G.A., Dvinskaya M.L., Coogan Sean C.P., Flannigan M.D. Wildfires in the Siberian taiga // Ambio. 2021 Nov; 50(11):1953–1974. https:// doi.org/10.1007/s13280-020-01490-x. Epub 2021 Jan 29. PMID: 33512668; PMCID: PMC8497666.Karra, A., Kontgis, C. Global land use/land cover with Sentinel-2 and deep learning // IGARSS 2021–2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, 2021. P. 2291. https://doi.org/10.1109/IGARSS47720.2021.9553499.Kuklina V., Sizov O., Rasputina E., Bilichenko I., Krasnoshtanova N., Bogdanov V., Petrov A. Fires on Ice: Emerging Permafrost Peatlands Fire Regimes in Russia’s Subarctic Taiga // Land. 2022. V. 11(3). № 322. P. 1–18. https://doi.org/10.3390/land11030322Kharuk V.I., Ponomarev E.I., Ivanova G.A., Dvinskaya M.L., Coogan Sean C.P., Flannigan M.D. Wildfires in the Siberian taiga // Ambio. 2021 Nov; 50(11):1953–1974. https://doi.org/10.1007/s13280-020-01490-x. Epub 2021 Jan 29. PMID: 33512668; PMCID: PMC8497666.Phiri, D., Siwanda, S. Sentinel-2 Data for Land Cover/Use Mapping: A Review // Remote Sensing. 2020. № 12 (14). P. 2291. https://doi.org/10.3390/rs12142291Kuklina V., Sizov O., Rasputina E., Bilichenko I., Krasnoshtanova N., Bogdanov V., Petrov A. Fires on Ice: Emerging Permafrost Peatlands Fire Regimes in Russia’s Subarctic Taiga // Land. 2022. V. 11(3). № 322. P. 1–18. https://doi.org/10.3390/land11030322Potapov P., Hansen M.C., Pickens A., Hernandez-Serna A., Tyukavina A., Turubanova S., Zalles V., Li X., Khan A., Stolle F., Harris N., Song X-P, Baggett A., Kommareddy I., Kommareddy A. The global 2000–2020 land cover and land use change dataset derived from the Landsat archive: first results // Frontiers in Remote Sensing. 2022. V. 3. https://doi.org/10.3389/frsen.2022.856903Phiri, D., Siwanda, S. Sentinel-2 Data for Land Cover/Use Mapping: A Review // Remote Sensing. 2020. 12 (14). 2291. https://doi.org/10.3390/rs12142291Tyukavina A., Potapov P., Hansen M.C., Pickens A., Stehman S., Turubanova S., Parker D., Zalles V., Lima A., Kommareddy I., Song X-P., Wang L. and Harris N. Global trends of forest loss due to fire from 2001–2019 // Frontiers in Remote Sensing. 2022. V. 3. https://doi.org/10.3389/frsen.2022.825190Potapov P., Hansen M.C., Pickens A., Hernandez-Serna A., Tyukavina A., Turubanova S., Zalles V., Li X., Khan A., Stolle F., Harris N., Song X-P., Baggett A., Kommareddy I., Kommareddy A. The global 2000–2020 land cover and land use change dataset derived from the Landsat archive: first results // Frontiers in Remote Sensing. 2022. V. 3. https://doi.org/10.3389/frsen.2022.856903Tyukavina A., Potapov P., Hansen M.C., Pickens A., Stehman S., Turubanova S., Parker D., Zalles V., Lima A., Kommareddy I., Song X-P., Wang L. and Harris N. Global trends of forest loss due to fire from 2001–2019 // Frontiers in Remote Sensing. 2022. Vol 3. https://doi.org/10.3389/frsen.2022.825190