Degradacja systemów bagiennych wywołana pożarami torfowisk

Kierownik projektu: Dr inż. Agata Hościło

Tytuł projektu: Metoda badania degradacji systemów bagiennych wywołanych pożarami torfowisk na podstawie informacji ze zdjęć satelitarnych.

fire1Celem naukowym projektu było opracowanie metody badania degradacji ekosystemów bagiennych wywołanej na skutek pożarów torfowisk, które miały miejsce w 2002 roku na terenie Biebrzańskiego Parku Narodowego (BPN). Pożary torfowisk są szczególnie niebezpieczne dla środowiska ze względu na znaczące ilości CO2, CO, NOx, CH4 oraz innych związków ulatniających się do atmosfery w wyniku procesu spalania. W przypadku torfowisk mamy do czynienia z pożarami powierzchniowymi i podpowierzchniowymi, przeważa więc tląca forma spalania, podczas której wydzielane są szkodliwe dla zdrowia substancje smolne. Głębokość wypalenia warstwy torfowej zależy od intensywności ognia, poziomu wód gruntowych oraz miąższości torfu. Znaczne wypalenie, a tym samym obniżenie terenu może prowadzić do wtórnego zabagnieni podłoża. W 2002 r. na terenie BPN miało miejsce kilka znaczących pożarów – największy z nich wybuchł na terenie Bieli Suchowolskich (północna część basenu środkowego BPN).

Skala zniszczeń wywołanych pożarem na Bielach Suchowolskich przedstawiają zdjęcia wykonane po pożarze 3 maja 2003 przez A. Hościło:

fire2 fire3 fire4

Rola teledetekcji w monitorowaniu pożarów: 

Istotnym elementem pracy badawczej było umiejętne połączenie danych teledetekcyjnych pochodzących z różnych satelitów, o różnej rozdzielczości przestrzennej i spektralnej w celu opracowania kolejnych etapów postępu degradacji środowisk i ich późniejszej odnowy. Wyniki uzyskane w trakcie realizacji prac potwierdzają szerokie zastosowanie danych satelitarnych do analizy pożarów, zwłaszcza w obrębie niedostępnych obszarów, jakimi są Bagna Biebrzańskie.

 

fire_ndvi- Określenie czasu i miejsca wybuchu pożaru
- Monitorowanie rozprzestrzeniania się ognia

przeprowadzono wykorzystując obrazy z satelity NOAA 16/AVHRR oraz ze spektroradiometru MODIS umieszczonego na pokładzie satelity Terra. MODIS posiada specjalne detektory wrażliwe na podwyższoną temperaturę oraz zjawiska towarzyszące pożarom.


Tempo i kierunek rozprzestrzeniania się pożaru oszacowany za pomocą czasowej zmienności znormalizowanego wskaźnika zieleni NDVI

 

fire_pcaW następnej kolejności określono zasięgu obszaru wypalonego na podstawie synergii danych pozyskanych w paśmie widzialnym i podczerwieni z radiometru ASTER, umieszczonego na satelicie Terra wraz ze zdjęciami w paśmie mikrofalowym z satelity ERS-2 SAR i ENVISAT ASAR.

 

Zasięg pożaru oszacowany przy użyciu obrazów radarowych ERS-2.SAR i Envisat ASAR i obrazu optycznego ASTER.


Stopień degradacji szaty roślinnej oraz tempo sukcesji roślinności na przestrzeni dwóch kolejnych lat oszacowano na podstawie zmienności czasowej wartości znormalizowanego wskaźnika zieleni - NDVI.

Istotnym aspektem w monitorowaniu pożarów jest również oszacowanie jak dalece pożar przekształcił środowisko przyrodnicze. W tym celu konieczne jest określenie stanu środowiska przed i po zaistniałym pożarze. Archiwalne zdjęcie satelitarne z radiometru wielokanałowego ASTER/Terra z 2001 r. zostało użyte do klasyfikacji typów zbiorowisk roślinnych przed wybuchem pożaru, zaś zobrazowanie z ASTER/Terra z 2003 r. posłużyło do mapowania roślinności odradzającej się po pożarze. Wąskie zakresy spektralne i podwyższona rozdzielczość przestrzenna (15m) umożliwiły szczegółową analizę typów roślinności. Mapa przedstawiająca sytuacje roślinności po pożarze została zweryfikowana w terenie.


Ze względu na wypalanie warstwy torfu towarzyszące pożarom na obszarach torfowych, podjęliśmy również próbę określenia głębokości wypalenia torfu. Przybliżony pomiar wielkości obniżenia powierzchni terenu wykonaliśmy przy użyciu nowoczesnych technik GPS, stosując metodę GPS RTK (Real Time Kinematic). Metoda ta pozwalana na uzyskanie dokładności poziomej rzędu 2 cm zaś pionowej 5 cm.  Najpłytsze wypalenia miały miejsce w części środkowej i północnej (10 – 40 cm) zaś najgłębsze na południu (do 65 cm) Bieli Suchowolskich.

Więcej informacji: Dr inż. Agata Hościło
agata.hoscilo@igik.edu.pl