Mahdiichuk, A., Demyanyuk, O., & Naumovska, O.
(2024).
Assessment of the state of phytocenoses of quarry-dump complexes by remote sensing.
Biological Systems: Theory and Innovation,
15(4),
23-33.
https://doi.org/10.31548/biologiya/4.2024.23
Біологічні системи: теорія та інновації
Оцінка стану фітоценозів кар’єрно-відвальних комплексів засобами дистанційного зондування
Анна Магдійчук, Олена Дем'янюк, Олена НаумовськаАнотація
Одним із видів антропогенної діяльності людини, який спричиняє негативні зміни природних умов середовища та втрату біорізноманіття, є видобування корисних копалин у межах кар’єрно-відвальних комплексів, які потребують заходів з відновлення екологічної рівноваги після завершення видобувних робіт. Пошук оптимальних методів для виявлення порушених ділянок, моніторингу стану та динаміки відновлення відпрацьованих земель у контексті збереження та відновлення біорізноманіття, становив мету дослідження, особливо в умовах недоступності для проведення натурних досліджень та за необхідності спостереження за кількома об’єктами одночасно. В статті представлено результати оцінки стану рослинного покриву в межах порушених видобуванням корисних копалин територій за допомогою засобів дистанційного зондування Землі. Застосовано такі методи як наукові (аналіз, синтез), статистична обробка даних, маршрутний метод. Визначено, що аналіз та моніторинг значень нормалізованого диференційного вегетаційного індексу (NDVI), отриманих засобами дистанційного зондування Землі, дає змогу оцінити якість проведених заходів із рекультивації, визначити високопродуктивні ділянки та виявити проблемні зони для пошуку ефективних методів покращення екологічного стану досліджуваної ділянки. В межах досліджуваного Андрійковецького кар’єрно-відвального комплексу відзначено неоднорідність перебігу сукцесійних стадій, на території локалізовані відкриті ділянки без рослинного покриву та ділянки, які характеризуються перебігом первинних сукцесійних стадій та розрідженою рослинністю. Зафіксовано найнижчі показники NDVI в 2019 та в 2022 роках, у період з 2020 по 2021 рр. та з 2023 по 2024 роки відбулось збільшення продуктивності біомаси, площа ділянок із густою та помірною рослинністю збільшилась. Відзначено, що дана ситуація спричинена наявністю перепадів висот, нерівностей поверхні, процесами водної і вітрової ерозії (що є наслідком відсутності рекультиваційних заходів), нестабільністю піщаного субстрату та низькою здатністю до забезпечення рослин необхідною кількістю вологи. Результатами проведеного дослідження підкреслено важливість рекультиваційних заходів пост-майнінгових територій та надано практичні рекомендації щодо проведення необхідних інженерно-технічних заходів для наближення умов кар’єрно-відвального комплексу до природних, що сприятиме поширенню зональних видів та процесам самовідновлення
Ключові слова
порушені території; NDVI; видобування корисних копалин; рослинність; умови місцезростань; рекультивація; моніторинг
ЦИТУВАТИ
Використані джерела
1. Adjiski, V., & Zubíček, V. (2023). Continuous monitoring of the mining activities, restoration vegetation status and solar farm growth in coal mine region using remote sensing data. Mining Revue, 29(1), 26-41. doi: 10.2478/minrv-2023-0003.
2. Alpert, S. (2024). Anapplication of the modern methods for satellite image processing for solution of problems of environmental monitoring. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 11(2), 13-18. doi: 10.36023/ujrs.2024.11.2.260.
3. Borysіuk, B., Нurelіa, V., & Statnyk, I. (2022). Study of the influence of activities on flora during the construction and operation of the titanium ore quarry. Herald of the National University of Water and Environmental Engineering: Agriculture Science, 3(99), 15-24. doi: 10.31713/vs320222.
4. Buczyńska, A., Blachowski, J., & Bugajska-Jędraszek, N. (2023). Analysis of post-mining vegetation development using remote sensing and spatial regression approach: A case study of former “Babina” mine (Western Poland). Remote Sens, 15(3), article number 719. doi: 10.3390/rs15030719.
5. Carabassa, V., Montero, P., Alcañiz, J.M., & Padró, J.C. (2021). Soil erosion monitoring in quarry restoration using drones. Minerals, 11(9), article number 949. doi: 10.3390/min11090949.
6. Crop monitoring. (n.d.). Retrieved from https://crop-monitoring.eos.com.
7. Didur, I., & Shevchuk, V. (2020). Increasing soil fertility as a result of the accumulation of nitrogen by leguminous crops. Agriculture and Forestry, 16(1), 48-60. doi: 10.37128/2707-5826-2020-1-4.
8. Earth observing system. (n.d.). Retrieved from https://eos.com/uk/products/crop-monitoring/key-functions/satellite-monitoring.
9. Firozjaei, M.K., et al. (2021). A historical and future impact assessment of mining activities on surface biophysical characteristics change: A remote sensing-based approach. Ecological Indicators, 122, article number 107264. doi: 10.1016/j.ecolind.2020.107264.
10. Geoinform Ukraine. (n.d.). Retrieved from http://geoinf.kiev.ua.
11. Google Earth Engine. (n.d.). Retrieved from https://earthengine.google.com/.
12. Horun, M., Pyrih, H., Faifura, V., & Fedirko, M. (2019). Ecology. Ternopil: Ternopil National Economic University.
13. Huang, S., Tang, L., Hupy, J. P., Wang, Y., & Shao, G. (2021). A commentary review on the use of normalized difference vegetation index (NDVI) in the era of popular remote sensing. Journal of Forestry Research, 32, 1-6. doi: 10.1007/s11676-020-01155-1.
14. International plant name index. (n.d.). Retrieved from https://www.ipni.org/.
15. Kumar, V., & Yarrakula, K. (2022). Environmental impact assessment of limestone quarry using multispectral satellite imagery. Earth Science Informatics, 15, 1905-1923. doi: 10.1007/s12145-022-00845-0.
16. Lischenko, L., Shevchuk, R., & Filipovych, V. (2022). The technique for satellite monitoring of peatlands in order to determinate their fire hazard and combustion risks. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 9(1), 16-25. doi: 10.36023/ujrs.2022.9.1.210.
17. Mironova, N., & Artamonov, B. (2020). The use of GIS technology in the study of mineral deposits of sedimentary origin of the Khmelnitskyi Region. Herald of Khmelnytskyi national university: Technical Science, 3(285), 7-11.
18. Mosyakin, S., & Fedoronchuk, M. (Eds.). (1999). Vascular plants of Ukraine: A nomenclatural checklist. Kyiv: M.G. Kholodny Institute of Botany. doi: 10.13140/2.1.2985.0409.
19. Mudrak, O., & Andrusiak, D. (2022). Influence of the pyrogenic factor on natural ecosystems of Podilski Tovtry National Nature Park. Agroecology Journal, 2, 124-138. doi: 10.33730/2077-4893.2.2022.263328.
20. Padro, J.C., et al. (2022). Drone-based identification of erosive processes in open-pit mining restored areas. Land, 11(2), article number 212. doi: 10.3390/land11020212.
21. Prokop, P. (2020). Remote sensing of severely degraded land: Detection of long-termland-use changes using high-resolution satellite images on the Meghalaya Plateau, northeast India. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 20, article number 100432. doi: 10.1016/j.rsase.2020.100432.
22. Protopopova, V., Mosyakin, S., & Shevera, M. (2002). Phytoinvasions in Ukraine as a threat to biodiversity: Сurrent state and tasks for future. Kyiv: M.G. Kholodny Institute of Botany.
23. Shevchuk, R.M. (2019). Monitoring of myliatyn Granular phosphorite quarry current state using remote sensing data. Geological Journal, 2(367), 73-78. doi: 10.30836/igs.1025-6814.2019.2.169937.
24. State cadaster of territories and objects of the nature reserve fund. (2024). Retrieved from https://data.gov.ua/dataset/mepr_05.
25. Suetnov, Ye., & Lazebna, A. (2020). Legal regulation of waste management: Analysis, problems and directions of solution. Man and Environment, 33, 102-108. doi: 10.26565/1992-4224-2020-33-09.
26. Suresh, L., Jothibasu, A., & Anbazhagan, S. (2021). Assessment of land use and land cover changes in the granite mining area of Krishnagiri district, South India using remote sensing data. Indian Journal of Natural Sciences, 12(67), 32976-32988.
27. Vikhot, Yu., Bubniak, I., Kril, S., & Fourman, V. (2022). Using unmanned aerial vehicles (UAV) for geophysical observations. Herald of the Lviv University: Geology, 36, 100-105. doi: 10.30970/vgl.36.08.
28. Vorovencii, I. (2021). Changes detected in the extent of surface mining and reclamation using multitemporal Landsat imagery: A case study of Jiu Valley, Romania. Environmental Monitoring and Assessment, 193(30). doi: 10.1007/s10661-020-08834-w.
29. Wang, Y., Qiao, L.F., Yao, Z.Y., Qi, A.G., & Zhang, Y.C. (2022). Analysis of the change in vegetation coverage of chalk soil wasteland during the growing season based on UAV sequence image. Applied Ecology & Environmental Research, 20(4), 3311-3322. doi: 10.15666/aeer/2004_33113322.