«Greening» of the Arctic landscape as a result of modern climate-caused and anthropogenic trends of vegetation cover

With the use of remote sensing technology (Modis sensor 2000 and 2014, resolution of 2 X 2 km) a comparison was held for one-time evaluations of the transformation of landscapes of the Russian Arctic and the adjacent territory (forest-tundra and open woodland), as well as the trends of vegetation productivity. This allowed us to identify multi-scale, multi-temporal and multi-directional landscape changes in terms of the synergy between a changing climate and expanding economic activity. It is shown that at the modern stage simultaneously the two processes are observed: the growth of productivity («greening»), which is regarded as the effect of climate warming and anthropogenic transformation and its reduction due to focal frontal and anthropogenic disturbances of the vegetation cover. The mechanisms of reaction of vegetation, clarified by field studies and remote sensing data, are examined, such as shift of the forest border to the North, growth of bushes and grass and «delichenisation» of tundra. The conclusion is made about irreversibility of some changes and growth of areas with a destabilized condition of the arctic biota.

«позеленение», «закустаривание», «олуговение» и «делихенизация» тундры, Arctic zone of Russian Federation, vegetation cover, productivity, NDVI vegetation index, northern forest border, «greening», bush and grass growth in tundra, «delichenisation» of tundra, biotic trends

1. Андреев В. Н. Геоботаническое исследование тундровых оленьих пастбищ // Советский Север. 1930. 5. С. 101-113.

2. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Техническое резюме. M.: Росгидромет, 2014. 93 с.

3. Елсаков В. В., Телятников М. Ю. Межгодовые изменения индекса NDVI на территории европейского северо-востока России и Западной Сибири в условиях климатических флуктуаций последних десятилетий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. № 3. С. 260-271.

4. Козлов Д. Н., Пузаченко М. Ю., Федяева М. В., Пузаченко Ю. Г. Отображение пространственного варьирования свойств ландшафтного покрова на основе дистанционной информации и цифровой модели рельефа // Изв. РАН. Сер. геогр. 2008. № 4. С. 112-124.

5. Кренке А. Н.-мл. Отображение факторов формирования компонентов ландшафта на основе тематических карт, дистанционной информации и трехмерной модели рельефа. Дис. ... канд. геогр. наук. M.: Институт географии РАН, 2011. 24 с.

6. Лавриненко И. А., Лавриненко О. В. Влияние климатических изменений на растительный покров островов Баренцева моря // Тр. Карел. науч. центра РАН. 2013. Вып. 6. С. 5-16.

7. Тишков А. А. Экологическая реставрация нарушенных экосистем Севера. M.: Российская академия образования, 1996. 125 с.

8. Тишков А. А. Смена парадигм в биогеографии // Изв. РАН. Сер. геогр. 1998. № 5. С. 83-94.

9. Тишков А. А. Теория и практика сохранения биоразнообразия (к методологии охраны живой природы в России) // Бюлл.: Использование и охрана природных ресурсов в России, № 1 (85). 2006. С. 77-97.

10. Тишков А. А. Современные природные и антропогенные тренды состояния арктических ландшафтов и новый вектор международного научного сотрудничества в Российской Арктике // Современные производительные силы. 2015. № 3. С. 113-128.

11. Тишков А. А., Осокин Н. И., Сосновский А. В. Влияние синузий мохообразных на деятельный слой арктических почв // Изв. РАН. Сер. геогр. 2013. № 3. С. 39-47.

12. Bhatt U. S., Walker D. A., Raynolds M. K., Bieniek P. A., Epstein H. E., Comiso J. C., Pinzon J. E., Tucker C. J. and Polyakov I. V. Recent declines in warming and arctic vegetation greening trends over pan-Arctic tundra // Remote Sens. (Special NDVI3g Issue). 2013. N 5. Р. 4229-4254.

13. Bazilevich N. I., Tishkov A. A. Live and dead reserves and primary production in polar desert, tundra and forest tundra of the former Soviet Union. In: Ecosystems of the world 3. Polar and alpine tundra. Ed. F.E. Wielgolaski. Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-Shannon-Singapore-Tokyo. Elsevier publ., 1997. Р. 509-539.

14. Ehlers Eckart. The anthropocene - new chance for geography? // Die Erde. 2010. Vol. 141, N 4. 2010. C. 164-183.

15. Forbes B. C., Fauria M. M., Zetterberg P. Russian arctic warming and 'greening' are closely tracked by tundra shrub willows // Global Change Biology. 2010. 16. P. 1542-1554.

16. Ims R. A., Henden J. A., Killengreen S. T. Collapsing population cycles // Trends Ecol. Evol. 2008. Vol. 23. P. 79-86.

17. Kausrud K. L., Mysterud A., Steen H., Vik J. O., Østbye E., Cazelles B., Framstad E., Eikeset A., Mysterud I., Solhoy T. & Stenseth N. C. Linking climate change to lemming cycles // Nature. 2008. Vol. 456 (7218). P. 93-97.

18. Kirdyanov A. V., Hagedorn F., Knorre A. A., Fedotova E. V., Vaganov E. A., Naurzbaev M. M., Moiseev P. A., Rigling A. 20th century tree-line advance and vegetation changes along an altitudinal transect in the Putorana Mountains, northern Siberia // Boreas. 2012. Vol. 41. P. 56-67.

19. Puzachenko Y., Sandlersky R., Sankovski A. Methods of evaluating thermodynamic properties of landscape cover using multispectral reflected radiation measurements by the Landsat satellite // Entropy. 2013. Vol. 15. P. 3970-3982.

20. Sandlerskiy R., Puzachenko Y. G. Dynamic of landscape energetic characteristics based on remote sensing data // The Problems of Landscape Ecol. 2011. Vol. 333. P. 125-132.

21. Sturm M., Racine C. H., Tape K. D. Increasing shrub abundance in the Arctic // Nature. 2001. Vol. 411. P. 546-547.

22. Tape K., Strum M., Racine C. The evidence for shrub expansion in northern Alaska and the Pan-Arctic // Global Change Biology. 2006. N 12. Р. 686-702.

23. Walker D. A., Epstein H. E., Raynolds M. K. et al. Environment, vegetation and greenness (NDVI) along the North America and Eurasia Arctic transects // Environ. Res. Lett. 2012. Vol. 7. P. 1-17.