In diesem Artikel werden die Veränderungen der Landbedeckungstypen und der Vegetationsverteilung in Tundralandschaften in den letzten zwei Jahrzehnten detailliert beschrieben. Die Hauptmethode der Arbeit ist die Klassifizierung der Landsat TM-Szenen zur Erkennung von Landbedeckungsänderungen. Der neue Ansatz der aktuellen Arbeit ist die Anwendung von GIS- und Fernerkundungsinstrumenten für die Region Bowanenkowo, da im selben Gebiet keine früheren Fernerkundungs- und GIS-basierten Studien durchgeführt wurden, die sich auf das Forschungsproblem von Landbedeckungsänderungen konzentrieren. Das Forschungsgebiet liegt geografisch in der Region Bowanenkowo, dem nordwestlichen Teil der Jamal-Halbinsel, Westsibirien, Russland. Die Jamal-Halbinsel ist das weltweit größte Feuchtgebietssystem in hohen Breiten und umfasst insgesamt 900.000 km2 Torfland, da die Tieflandregion ideale Bedingungen für die Entwicklung von Feuchtgebieten und einem dichten See- und Flussnetz schafft (Kremenetski et al. 2003). Die Geomorphologie der Jamal-Halbinsel besteht aus flachem, homogenem Land und tiefliegenden Ebenen mit maximalen Höhen von weniger als 90 Metern (Walker et al. 2009). Solche Umweltbedingungen von Jamal begünstigen saisonale Überschwemmungen, aktive Erosionsprozesse, Permafrostverteilung und die Bildung intensiver lokaler Erdrutsche. Zu den vorherrschenden Vegetationstypen auf Jamal gehören verschiedene Arten von Sträuchern und Weiden, Heide, Gräser, Moos und Flechten. Veränderungen der Landbedeckungstypen im russischen Norden werden aus verschiedenen Gründen verursacht. Dazu gehören mehrere ökologische und soziale Faktoren, wie Permafrostabbau, Rentierbeweidung und Gasfeldentwicklung, sowie allgemeine Umweltveränderungen, einschließlich des Klimas (Walker et al. 2009). Einer der Faktoren, die bei der Bildung von Erdrutschen zu Veränderungen der Vegetationstypen führen. So folgt die Vegetation im Frühstadium, wie z. B. Pioniermoose oder Flechten, in der Regel auf die Bildung neuer Erdrutsche, während Wiesen und Weidensträucher mit hohen Kronenspitzen auf spätere Stadien der Vegetationsregeneration nach Erdrutschaktivitäten hinweisen. Daher könnte die Verbreitung der Weidensträucher auf kahlen Hängen ein Hinweis darauf sein, dass diese Gebiete in der Vergangenheit von Erdrutschen betroffen waren. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Anwendung von Fernerkundungsdaten und GIS-Methoden zur Erkennung von Landbedeckungsänderungen in der Region Bowanenkovo. Technisch gesehen wurde die Datenverarbeitung in ILWIS GIS durchgeführt, wobei Methoden der Bildinterpretation und überwachten Klassifizierung verwendet wurden, die für Landsat TM-Szenen (1988 und 2011) angewendet wurden. Die Klassifizierungsergebnisse weisen auf Veränderungen in den Landbedeckungstypen in Yamal-Ökosystemen hin, nämlich auf die allgemeine Zunahme von Holzpflanzen wie Weiden und Strauchtundra (z. B. „Kurzstrauchtundra“, „spärliche Kurzstrauchtundra“ und „trockene Kurzstrauchtundra“). , und leichter Rückgang von Gräsern, Heide und Mooren. Der wichtigste festgestellte Trend bei diesen Veränderungen zeigt den Prozess der Begrünung der arktischen Tundra, was auf strukturelle Unterschiede in den Ökosystemen im Bowanenkovo-Bezirk hinweist. Diese Veränderungen können durch die komplexen ökologischen Prozesse sowie den anthropogenen Einfluss erklärt werden, der durch die Erkundung des Bowanenkowo-Gasfeldes und deren Folgen verursacht wird.

This paper details changes in land cover types and vegetation distribution in tundra landscapes during the past two decades. The main method of the work is classification of the Landsat TM scenes for land cover change detection. The new approach of the current work is application of GIS and remote sensing tools for Bovanenkovo region, since there is no previous remote sensing and GIS-based studies performed in the same area focusing research problem of land cover changes. The research area is geographically located on the Bovanenkovo region, the north-western part of Yamal Peninsula, West Siberia, Russia. The Yamal Peninsula is the world’s largest high-latitude wetland system covering in total 900,000 km2 of peatlands, since lowland region creates ideal conditions for the development of wetlands, dense lake and river network (Kremenetski et al. 2003). The geomorphology of Yamal Peninsula is flat homogeneous land and low-lying plains with maximal elevations lower than 90 meters (Walker et al. 2009). Such environmental settings of Yamal facilitate seasonal flooding, active erosion processing, permafrost distribution and intensive local landslides formation. The dominating vegetation types on Yamal include different types of shrubs and willows, heath, grasses, moss, and lichens. Changes in land cover types in the Russian North are caused by various reasons. These include multiple ecological and social factors, such as permafrost degradation, reindeer grazing and gas-field development, as well as overall environmental changes, including climate (Walker et al. 2009). One of the factors causing changes in vegetation types in landslide formation. Thus, the early-stage vegetation, such as pioneering mosses or lichens usually follows recent landslide formation, while meadows and willow shrubs with high canopy points indicate later stages of vegetation regeneration after landslide activities. Therefore, distribution of the willow shrubs on bare slopes may indicate that these areas were landslide-affected in the past. Current research focuses on application of remote sensing data and GIS methods for land cover change detection in Bovanenkovo region. Technically, the data processing was performed in ILWIS GIS, using methods of image interpretation and supervised classification applied for Landsat TM scenes (1988 and 2011). The classification results indicate changes in land cover types in Yamal ecosystems, namely, the overall increase in woody plants, such as willows and shrub tundra (e.g. "short shrub tundra", "sparse short shrub tundra" and "dry short shrub tundra"), and slight decrease in grasses, heath and peatland. The main detected trend in these changes demonstrates process of greening in Arctic tundra, which indicates structural variations in ecosystems within the Bovanenkovo district. These changes can be explained by the complex ecological processes as well as anthropogenic influence, caused by Bovanenkovo gas field exploration and its consequences.