Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 134-146
Оценка нарушенности лесов лесостепной зоны в начале XXI в. по спутниковым данным
1 Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Федерально-региональный центр аэрокосмического и наземного мониторинга, Белгород, Россия
Одобрена к печати: 24.03.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-134-146
В статье представлены результаты оценки изменений в лесах лесостепной зоны Центрального Черноземья, произошедших с начала XXI в. и связанных с нарушенностью лесного полога. Для выявления участков нарушенных лесов использован специально разработанный и верифицированный автоматизированный алгоритм. С использованием разновременных спутниковых данных Landsat и Sentinel выполнено геоинформационное картографирование нарушенности в лесах и осуществлён её пространственный анализ. Оценка нарушенности проведена для лесов в целом и отдельно для лиственных, хвойных и смешанных лесных насаждений. На основе данных с более 3000 лесных массивов установлено, что площадь лесных экосистем с нарушениями верхних ярусов в анализируемый период была значительно меньше общей площади лесов. В западной части региона доля нарушенных лесных массивов существенно меньше, чем в восточной части. Доля нарушенных участков в лиственных лесах невелика. Для нарушенных массивов лиственных лесов в отличие от хвойных лесов характерна небольшая средняя площадь лесного участка. Наиболее крупные по площади ареалы нарушенных лесных экосистем представлены в лесах хвойного и смешанного породного состава.
Ключевые слова: лес, лесостепь, нарушенные экосистемы, спутниковые данные, многолетние изменения, Центральное Черноземье, Landsat
Полный текстСписок литературы:
- Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
- Бугаев В. А., Ревин А. И., Мусиевский А. Л. Динамика лесного фонда Центрального Черноземья // Лесное хоз-во. 2006. № 3. С. 41–42.
- Бугаев В. А., Мусиевский А. Л., Царалунга В. В. Дубравы лесостепи. Воронеж. Воронежская гос. лесотехн. акад., 2013. 247 с.
- Воробьев О. Н., Курбанов Э. А. Дистанционный мониторинг восстановительной динамики растительности на гарях Марийского лесного Заволжья // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 84–97.
- Ершов Д. В., Исаев А. С., Лукина Н. В., Гаврилюк Е. А., Королева Н. В. Оценка биоразнообразия Центрального федерального округа по спутниковой карте наземных экосистем // Лесоведение. 2015. № 6. С. 403–416.
- Исаев А. С., Коровин Г. Н. Крупномасштабные изменения в бореальных лесах Евразии и методы их оценки с использованием космической информации // Лесоведение. 2003. № 2. С. 3–9.
- Кашницкий А. В., Ховратович Т. С., Балашов И. В. Организация обработки данных ДЗЗ при решении задачи детектирования изменений лесного покрова на больших территориях // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 6. С. 103–111.
- Кожаринов А. В., Борисов П. В. Распространение дубовых лесов на территории восточной Европы за последние 13 тысяч лет // Лесоведение. 2012. № 5. С. 22–28.
- Письман Т. И., Ботвич И. Ю., Шевырногов А. П. Оценка состояния лесной растительности Красноярского края (заповедник «Столбы») по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 130–140.
- Сухих В. И. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. 382 с.
- Терехин Э. А. Оценка нарушенности лесных экосистем юго-запада Среднерусской возвышенности с применением материалов космических съемок // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 112–124.
- Терехин Э. А. Анализ спектрально-отражательных свойств нарушенных лесных экосистем лесостепной зоны на основе разновременных спутниковых данных // Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг. Йошкар-Ола, 2018. С. 39–47.
- Терехин Э. А. Распознавание нарушенных лесных экосистем лесостепи на основе спектрально-отражательных характеристик // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43. № 3. С. 412–418.
- Ховратович Т. С., Барталев С. А., Кашницкий А. Б. Метод детектирования изменений лесов на основе подпиксельной оценки проективного покрытия древесного полога по разновременным спутниковым изображениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 102–110.
- Чендев Ю. Г. Эволюция лесостепных почв Среднерусской возвышенности в голоцене. М.: ГЕОС, 2008. 212 с.
- Hansen M. C., Potapov P. V., Moore R., Hancher M., Turubanova S. A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S. V., Goetz S. J., Loveland T. R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C. O., Townshend J. R.G. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change // Science. 2013. V. 342. No. 6160. P. 850–853.
- Hislop S., Jones S., Soto-Berelov M., Skidmore A., Haywood A., Nguyen T. H. A fusion approach to forest disturbance mapping using time series ensemble techniques // Remote Sensing of Environment. 2019. V. 221. P. 188–197.
- Kim D.-H., Sexton J. O., Noojipady P., Huang C., Anand A., Channan S., Feng M., Townshend J. R. Global, Landsat-based forest-cover change from 1990 to 2000 // Remote Sensing of Environment. 2014. V. 155. P. 178–193.
- Li P., Jiang L., Feng Z. Cross-Comparison of Vegetation Indices Derived from Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) and Landsat-8 Operational Land Imager (OLI) Sensors // Remote Sensing. 2014. V. 6. Iss. 1. P. 310–329.
- Potapov P. V., Turubanova S. A., Tyukavina A., Krylov A. M., McCarty J. L., Radeloff V. C., Hansen M. C. Eastern Europe’s forest cover dynamics from 1985 to 2012 quantified from the full Landsat archive // Remote Sensing of Environment. 2015. V. 159. P. 28–43.
- Senf C., Pflugmacher D., Hostert P., Seidl R. Using Landsat time series for characterizing forest disturbance dynamics in the coupled human and natural systems of Central Europe // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2017. V. 130. P. 453–463.
- Thomas N. E., Huang C., Goward S. N., Powell S., Rishmawi K., Schleeweis K., Hinds A. Validation of North American Forest Disturbance dynamics derived from Landsat time series stacks // Remote Sensing of Environment. 2011. V. 115. P. 19–32.
- Vogelmann J. E., Xian G., Homer C., Tolk B. Monitoring gradual ecosystem change using Landsat time series analyses: Case studies in selected forest and rangeland ecosystems // Remote Sensing of Environment. 2012. V. 122. P. 92–105.