RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3540410.22363/2313-2310-2023-31-2-232-240HCCIZZEnvironmental MonitoringЭкологический мониторингResearch ArticleMonitoring of the development of blue-green algae in the Kuibyshev reservoir using remote sensing indicesМониторинг развития сине-зеленых водорослей в Куйбышевском водохранилище при помощи индексов дистанционного зондирования Землиhttps://orcid.org/0000-0002-9160-53176822-4868SherstobitovDanil N.ШерстобитовДанил Николаевич

Ph.D. student of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology

аспирант, кафедра химической технологии и промышленной экологии

shersobitovdn@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7720-24185201-1408ErmakovVasiliy V.ЕрмаковВасилий Васильевич

Cand. Sc. (Tech.), Associate Professor of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology

кандидат технических наук, доцент, кафедра химической технологии и промышленной экологии

wassiliy@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4027-18048568-1200PystinVitaliy N.ПыстинВиталий Николаевич

Cand. Sc. (Tech.), Associate Professor of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology

кандидат технических наук, доцент, кафедра химической технологии и промышленной экологии

vitaliy.pystin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0638-27004203-9529TupitsynaOlga V.ТупицынаОльга Владимировна

Dr. Sc. (Tech.), Professor of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology

доктор технических наук, профессор, кафедра химической технологии и промышленной экологии

olgatupicyna@yandex.ruSamara State Technical UniversityСамарский государственный технический университет15072023312VOL 31, NO2 (2023)ТОМ 31, №2 (2023)23224017072023Copyright ©; 2023, Sherstobitov D.N., Ermakov V.V., Pystin V.N., Tupitsyna O.V.Copyright ©; 2023, Шерстобитов Д.Н., Ермаков В.В., Пыстин В.Н., Тупицына О.В.2023Sherstobitov D.N., Ermakov V.V., Pystin V.N., Tupitsyna O.V.Шерстобитов Д.Н., Ермаков В.В., Пыстин В.Н., Тупицына О.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/35404

The research presents the results of remote monitoring of blue-green algae of the Kuibyshev reservoir, leading to eutrophication of the reservoir. Multispectral images were taken by the European Space Agency’s Sentinel-2 remote sensing satellite and were processed by using QGIS software. Satellite images were processed using spectral indices. After using several spectral indices, the three most informative ones were selected: NDVI, NDWI and SIPI. The usage of processed images made it possible to define the boundaries of the distribution of blue-green algae more clearly, as well as the zones of the most intensive development of biomass. The use of several spectral indices made it possible to determine the most suitable data for the usage under adverse meteorological conditions. The analysis of the processed satellite images makes it possible to assess the intensity of the development of blue-green algae. This is the basis for the development of a forecast model of biomass changes in the reservoirs of the middle zone of the Russian Federation.

Представлены результаты дистанционного мониторинга сине-зеленых водорослей Куйбышевского водохранилища, приводящих к эвтрофикации водоема. Мультиспектральные снимки, выполненные спутником дистанционного зондирования Земли Европейского космического агентства Sentinel-2, были обработаны при помощи программного обеспечения QGIS. Обработка спутниковых снимков производилась при помощи спектральных индексов. После применения нескольких спектральных индексов были выбраны три наиболее информативных: NDVI, NDWI и SIPI. Использование обработанных снимков позволило более четко определить границы распространения сине-зеленых водорослей, а также зоны наиболее интенсивного развития биомассы. Применение нескольких спектральных индексов позволило определить наиболее подходящие для использования данных при неблагоприятных метеорологических условиях. Анализ обработанных спутниковых снимков дает возможность оценивать интенсивность развития сине-зеленых водорослей. Это является основой для разработки прогнозной модели изменения биомассы в водоемах средней полосы Российской Федерации.

blue-green algaeremote sensingreservoirenvironmental monitoringсине-зеленые водорослидистанционное зондирование ЗемливодохранилищемониторингDavis TW, Berry DL, Boyer GL, Gobler CJ. The effects of temperature and nutrients on the growth and dynamics of toxic and non-toxic strains of Microcystis during cyanobacteria blooms. Harmful Algae. 2009;8(5):715-725.Davis T.W., Berry D.L., Boyer G.L., Gobler C.J. The effects of temperature and nutrients on the growth and dynamics of toxic and non-toxic strains of Microcystis during cyanobacteria blooms // Harmful Algae. 2009. Vol. 8, no. 5. Р. 715–725.Apeldoorn ME, Egmond HP, Speijers GJ, Bakker GJ. Toxins of cyanobacteria. Molecular Nutrition & Food Research. 2007;51:7-60.Apeldoorn M.E., Egmond H.P., Speijers G.J., Bakker G.J. Toxins of cyanobacteria // Molecular Nutrition & Food Research. 2007. Vol. 51. Р. 7–60.Codd G, Morrison L, Metcalf JS. Cyanobacterial toxins: risk management for health protection. Toxicology and Applied Pharmacology. 2005;203:264-272.Codd G., Morrison L., Metcalf J.S. Cyanobacterial toxins: risk management for health protection // Toxicology and Applied Pharmacology. 2005. Vol. 203. Р. 264–272.Paerl HW, Huisman J. Climate change: a catalyst for global expansion of harmful cyanobacterial blooms. Environmental Microbiology Reports. 2009;1:27-37.Paerl H.W., Huisman J. Climate change: a catalyst for global expansion of harmful cyanobacterial blooms // Environmental Microbiology Reports. 2009. Vol. 1. Р. 27–37.Pearson L, Mihali T, Moffitt M, Kellmann R, Neilan B. On the chemistry, toxicology and genetics of the cyanobacterial toxins, microcystin, nodularin, saxitoxin and cylindrospermopsin. Marine Drugs. 2010;8:1650-1680.Pearson L., Mihali T., Moffitt M., Kellmann R., Neilan B. On the chemistry, toxicology and genetics of the cyanobacterial toxins, microcystin, nodularin, saxitoxin and cylindrospermopsin // Marine Drugs. 2010. Vol. 8. Р. 1650–1680.Borodulin IV, Milyutkin VA, Rosenberg GS. Development of technologies and technical means for the collection and utilization of blue-green algae. Samara Luka: problems of regional and global ecology. 2016;25(4):123-129. (In Russ.)Бородулин И.В., Милюткин В.А., Розенберг Г.С. Разработка технологий и технических средств для сбора и утилизации сине-зеленых водорослей // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2016. Т 25, № 4. С. 123–129.Hu C, He M-X. Origin and offshore extent of floating algae in Olympic sailing area. Eos Transactions American Geophysical Union. 2008:89(33):302-303. https://doi.org/10.1029/2008EO330002Hu C., He M.-X. Origin and offshore extent of floating algae in Olympic sailing area // Eos Transactions American Geophysical Union. 2008. Vol. 89, no. 33. Р. 302–303. https://doi.org/10.1029/2008EO330002Hu C. A novel ocean color index to detect floating algae in the global oceans. Remote Sensing of Environment. 2009;113(10):2118-2129.Hu C. A novel ocean color index to detect floating algae in the global oceans // Remote Sensing of Environment. 2009. Vol. 113, no. 10. Р. 2118–2129.Siddiqui MD, Zaidi AZ, Abdullah M. Performance assessment of newly developed seaweed enhacing index. Remote Sensing. 2008;11(12):1-14. https://doi.org/10.1029/2008EO330002Siddiqui M.D., Zaidi A.Z., Abdullah M. Performance assessment of newly developed seaweed enhacing index // Remote Sensing. 2008. Vol. 11, no. 12. Р. 1–14. https://doi.org/10.1029/2008EO330002