Geobotanical indication of the drained state of disturbed peatlands for fire hazard assessment

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The issue of fire hazard in abandoned peatlands is particularly relevant nowadays, as the negative consequences of peatland fires lead to deterioration in public health and the functioning of the entire infrastructure system. The problem of predicting and assessing peat burning is a global one, with numerous studies being conducted not only in Russia but also abroad, i. e., in CIS countries, Southeast Asia, Canada, and the United States. However, the relationship between vegetation communities and the frequency of fires receives insufficient attention. The study is devoted to assessing the condition of degraded peatlands using geobotanical indicators of peat soils on the example of peatlands in Leningrad and Pskov regions. Three key objects were selected, which represent abandoned peat deposits. The methodology for assessing the fire hazard of peatlands is based on a comprehensive approach, including the creation of large-scale vegetation maps using a series of satellite images and field geobotanical descriptions, and the analysis of fires on objects for the period from 2000 to 2023 using satellite images and thermal data. As a result of the study, maps of fire frequency and duration and maps of natural-territorial complexes for each plot were obtained. The analysis of the relationship between vegetation communities and the frequency of fires showed that the species composition of the communities correlates relatively well with the time elapsed since the date of the last fire, and to a lesser extent with the duration of the fires. Indicative relationships between fire frequency and vegetation cover are quite strong, so the type of vegetation cover can be used as an indicator of fire frequency on a peatland. On territories with peat bogs with a sparse birch forest, fire occurs at least once every 5 years. On territories with sphagnum associations and reed swamp associations, fire occurs no more than once every 20 years.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

T. Orlov

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, Ulansky per. 13, bld. 2, Moscow, 101000

M. Arkhipova

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, Ulansky per. 13, bld. 2, Moscow, 101000

V. Bondar

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, Ulansky per. 13, bld. 2, Moscow, 101000

R. Razumovsky

Sergeev Institute of Environmental Geoscience, Russian Academy of Sciences

Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, Ulansky per. 13, bld. 2, Moscow, 101000

V. Smagin

Komarov Botanical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, ul. Professora Popova 2, St. Petersburg, 197376

K. Shakhmatov

Tver State Technical University

Email: tim.orlov@gmail.com
Ресей, ul. Zhelyabova 33, Tver, 170100

Әдебиет тізімі

  1. Akhmetyeva, N.P., Lapina, E.E., Kudryashova, V.V. [Peat moisture and the consequences of fires in swamps]. Melioratsiya i prirodnaya sreda, 2014, no. 3, pp. 26–29. (in Russian)
  2. Akhmetyeva, N. P. Mikhailova, A.V., Fedorova, L.P. [Restoration of vegetation cover at the initial stage of overgrowth of burnt areas on exhausted peatlands]. Lesovedenie, 2018, no. 2, pp. 119–129. (in Russian)
  3. Vompersky, S.E., Glukhova, T.V., Smagina, M.V., Kovalev, A.G. [Conditions and consequences of peatland fires in drained bogs]. Lesovedenie, 2007, no.6, pp. 35–44. (in Russian)
  4. Gritskov, S.N., Isakov, G.N. [Modeling and monitoring of landscape peatland fires]. Vestnik kibernetiki, 2018, no. 2, pp. 175–182. (in Russian)
  5. Grishin, A.M. [Mathematical modeling of peatland fires]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Matematika i mekhanika, 2008, no 3(4), pp. 85–94. (in Russian)
  6. Evgrafov, A.V. [Monitoring of groundwater levels for the prevention of forest peatland fires]. Prirodoobustroistvo, 2012, no. 1, pp. 19–22. (in Russian)
  7. Il’yasov, D, Sirin, A., Makarova, L., Bukin, A., Korablina, N. [GIS mapping of peat bogs and anthropogenically modified peatlands in the Ryazan region]. Vestnik RGATU, 2019, no. 1 (41), pp. 30–38. (in Russian)
  8. Kulesh, R.N., Subbotin, A.N. [Mathematical modeling of heat and mass transfer during peat ignition] Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 2013, vol. 323, no. 4, pp. 85–90. (in Russian)
  9. Maslov, B.S. [Questions of the history of peat bog reclamation and the development of science]. Vestnik TGPU, 2008, issue 4 (78), pp. 64–69. (in Russian)
  10. Maslov, A.A., Gul’be, Ya. I., Makarov, D.A., Sirin, A. A. [Restoration of pre-fire characteristics of forest plantations in burnt areas according to satellite imagery and field observations]. Lesokhozyaistvennaya informatsiya, 2017, no. 4, pp. 73–83. (in Russian).
  11. Medvedeva, M.A., Vozbrannaya, A.E., Bartalev, S.A., Sirin, A.A. [Assessment of the condition of abandoned peat mines using multispectral satellite images]. Issledovanya Zemli iz kosmosa, 2011, no. 5, pp. 80–88. (in Russian)
  12. Minaeva, T. Yu., Sirin, A.A. [Biological diversity of swamps and climate change]. Uspekhi sovremennoi biologii, 2011, vol. 131, no. 4. pp. 393–406. (in Russian)
  13. Orlov, T.V., Shakhmatov, K.L. [Analysis of the effectiveness of work on secondary watering of peatlands in the Tver region using remote sensing data]. Geoekologiya. 2020, no. 6, pp. 74–82. (in Russian)
  14. Panov, V.V. [Restoration of peat bogs: Textbook]. Tomsk, Tomsk State Pedagogical University Publ., 2006, 70 p. (in Russian)
  15. Panov, V.V. [Restoration of peat bogs: training course]. Tver-Moscow, Triada Publ., 2021, 184 p. (in Russian)
  16. Panov, V.V. [On the role of hydrostatics in the development of a peat bog]. Trudy Instorfa, 2011, no. 3 (56). (in Russian)
  17. Panov, V.V. [Prospective use of exhausted peat bogs]. Tver, Triada Publ., 2013, 218 p. (in Russian)
  18. Panov, V.V., Tsymlyakova, S.S. [Spatial structure of fires and burning in technogenically disturbed peat bogs]. Izvestiya RGO, 2013, vol. 145, no. 1, p. 80–90. (in Russian)
  19. [Order on approval of the classification of wildfire hazard in forests and the classification of fire hazard in forests depending on weather conditions dated July 5, 2011, no. 287]. URL: https://docs.cntd.ru/document/902289183.
  20. Sonyushkin, A.V., Shumilin, A.V., Kucheiko, A.A. [Satellite monitoring of fires in Russia in the summer of 2010]. Zemlya iz kosmosa – naibolee effektivnye resheniya, 2010, no. 7, pp. 56–59. (in Russian)
  21. Subbotin, A.N. [Propagation of a peat fire under different conditions of heat and mass exchange with the external environment]. Pozharovzryvobezopasnost’, 2007, vol. 16, no. 5, pp. 42–49. (in Russian)
  22. Fil’kov, A.I. [Physico-mathematical modeling of the occurrence of natural fires]. Tomsk, TGU Publ., 2014, 276 p. (in Russian)
  23. Atwood, E.C., Englhart, S., Lorenz, E., Halle, W., Wiedemann, W., Siegert, F. Detection and characterization of low temperature peat fires during the 2015 fire catastrophe in Indonesia using a new high-sensitivity fire monitoring satellite sensor (FireBird), 2016, PLoS ONE11(8): e0159410. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0159410
  24. Krishna Prasad Vadrevu, Eaturu Anuradha, K.V.S. Badarinath. Fire risk evaluation using multicriteria analysis – a case study. Environ Monit Assess., 2010, 166:223–239. https://doi.org/10.1007/s10661–009–0997–3
  25. Sheriza, M. Razali, A. Ainuddin Nuruddin Ismail A. Malek, Norizan A. Patah. Forest fire hazard rating assessment in peat swamp forest using Landsat thematic mapper image. Journal of Applied Remote Sensing, 2010, vol. 4, 043531. 1–7 p.
  26. Tansey, K., J. Beston, A. Hoscilo, S.E. Page, and C.U. Paredes Herna´ndez. Relationship between MODIS fire hot spot count and burned area in a degraded tropical peat swamp forest in Central Kalimantan, Indonesia. Journal of geophysical research, 2008, vol. 113, pp. 1–8 p. D23112. https://doi.org/10.1029/2008JD010717.
  27. Turetsky, M.R., Amiro, B.D., Bosch, E. and Bhatti, J.S. Historical burn area in western Canadian peatlands and its relationship to fire weather indices. Global biogeochemical cycles, 2004, vol. 18. GB4014. https://doi.org/10.1029/2004GB002222
  28. Wilkinson, S.L., Verkaik, G.J., Moore, P.A., Waddington, J.M. Threshold peat burn severity breaks evaporation‐limiting feedback. Ecohydrology, 2019, no. 13(1): e2168. https://doi.org/10.1002/eco.2168
  29. Xinyan Huang A., Guillermo Rein. Computational study of critical moisture and depthof burn in peat fires. International Journal of Wildland Fire, 2015, no. 24, pp. 798–808. https://doi.org/10.1071/WF14178

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Location of reference sites: 1 – Malodubrovskoye, 2 – Gladkiy Mokh, 3 – Zayachiy Otrog.

Жүктеу (476KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Schematic diagram of the methodology for detailed indicator mapping of peatlands.

Жүктеу (394KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Spread of fire in the Zayachiy Otrog peat bog, August 30, 2002.

Жүктеу (138KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Maps of groups of vegetation associations of the sites: a – Malodubrovskoye, b – Gladkiy Mokh, c – Zayachiy Otrog.

Жүктеу (383KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Graphs of correlations of plant communities with: a – frequency of fires, b – duration of fires, c – time since the last fire.

Жүктеу (210KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Maps of fire frequency (in shares) for the entire observation period: a – Malodubrovskoye, b – Gladkiy Mokh, c – Zayachiy Otrog.

Жүктеу (308KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».