Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 212-222
Совершенствование метода картографирования органического углерода в лесной подстилке на примере лесов Центрального федерального округа
Д.В. Ершов
1 , Е.Н. Сочилова
1 , Н.В. Королева
1 , Д.Г. Щепащенко
1 1 Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 03.04.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-212-222
Представлен метод пространственного моделирования запаса углерода в лесной подстилке, усовершенствованный в части картографирования основных типов лесных почв почвенной карты России масштаба 1:2 500 000. Цель исследований — приблизить по детальности и пространственному разрешению карту почв масштаба 1:2 500 000 на покрытых лесом территориях к спутниковым тематическим продуктам MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) (230 м) и на её основе смоделировать запасы углерода в лесной подстилке. Предлагаемый метод оценки запасов углерода в подстилке призван объединить ранее разработанную модель и более детальную информацию о почвах и растительности. Математическая модель расчёта углерода в лесной подстилке для преобладающей древесной породы и типа наземных экосистем учитывает типы почвы, минимальные и максимальные значения углерода в них, поправочные коэффициенты, характеризующие состояние и нарушенность почв в разных регионах. В статье даётся описание входных данных, которые используются в модели расчёта, их подготовки, классификация почвенной карты методом Random Forest. Приводятся результаты предварительного сравнения оценок запасов углерода в лесной подстилке, полученных в настоящей работе, с литературными данными и с ранее полученной картой.
Ключевые слова: лесная подстилка, запас углерода, почвенная карта, типы лесных почв, MODIS, Random Forest, Центральный федеральный округ
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.
- Ведрова Э. Ф., Мухортова Л. В., Иванов В. В., Кривобоков Л. В., Болонева М. В. Восстановление запасов органического вещества после рубок в лесных экосистемах восточного Прибайкалья // Изв. Российской акад. наук. Сер. биологическая. 2010. № 1. С. 83−94.
- Волокитина А. В., Софронова Т. М. Картографирование растительных горючих материалов // Сибирский лесной журн. 2014. № 6. С. 8–28.
- Грязькин А. В., Беляева Н. В., Кази И. А. и др. Запасы углерода в сосняках и ельниках Ленинградской области // The Scientific Heritage. № 64. 2021. С. 3–5. DOI: 10.24412/9215-0365-2021-64-2-3-6.
- Ершов Д. В., Сочилова Е. Н. Количественные оценки прямых пирогенных эмиссии углерода в лесах России по данным дистанционного мониторинга 2021 года // Вопросы лесной науки. 2022. Т. 5. № 4. С. 68–85. DOI: 10.31509/2658-607x-202254-117.
- Иванова Г. А., Иванов В. А. Оценка эмиссии углерода при пожарах разной интенсивности в сосняках Сибири // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2021. С. 63–67. DOI: 10.33764/2618-981X-2021-4-2-63-67.
- Исаев А. С., Коровин Г. Н., Сухих В. И., Титов С. П., Уткин А. И., Голуб А. А., Замолодчиков Д. Г., Пряжников А. А. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России. М.: Центр эколог. политики, 1995. 156 с.
- Каплина Н. Ф., Кулакова Н. Ю. Фитомасса и запасы углерода и азота в контрастных по продуктивности нагорных дубравах южной лесостепи // Аридные экосистемы. 2021. Т. 27. № 1(86). С. 35–42. DOI: 10.24411/1993-3916-2021-10135.
- Курнаев С. Ф. Лесорастительное районирование СССР. М.: Изд-во «Наука», 1973. 203 с. https://www.booksite.ru/fulltext/rusles/kyrnaevles/text.pdf.
- Матвеев А. М. Запасы лесных горючих материалов и их географическая изменчивость в криолитозоне Средней Сибири // География и природ. ресурсы. 2006. № 4. С. 54–57.
- Матвеева Т. А., Цыкалов А. Г. Роль рельефа в формировании запасов лесных горючих материалов // Хвойные бореальной зоны. 2010. Т. 27. № 3–4. С. 327–329.
- Телеснина В. М., Семенюк О. В., Богатырев Л. Г. Свойства лесных подстилок во взаимосвязи с напочвенным покровом в лесных экосистемах Подмосковья (на примере УОПЭЦ «Чашниково») // Вестн. Московского ун-та. Сер. 17: Почвоведение. 2017. № 4. С. 11–20.
- Телеснина В. М., Семенюк О. В., Богатырев Л. Г. Подстилки и живой напочвенный покров биогеоценозов мелколиственных лесов Московской области // Почвоведение. 2023. № 7. С. 801–814. DOI: 10.31857/S0032180X2260158X.
- Уткин А. И., Гульбе Я. И., Гульбе Т. А., Ермолова Л. С. Биологическая продуктивность лесных экосистем. Компьютерная база данных. М.: ИЛ РАН, ЦЭПЛ РАН, 1994.
- Уткин А. И., Замолодчиков Д. Г., Честных О. В., Коровин Г. Н., Зукерт Н. В. Леса России как резервуар органического углерода биосферы // Лесоведение. 2001. № 5. С. 8–23.
- Фридланд В. М. Почвенная карта РСФСР масштаба 1:2 500 000. М.: ГУГК, 1988.
- Фуряев И. В., Цветков П. А. Формирование напочвенных горючих материалов в березняках разнотравных Верхне-Обского лесного массива // Международ. научно-исслед. журн. 2022. № 5(119). Ч. 2. С. 90–93. https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.119.5.016.
- Чернова О. В., Голозубов О. М., Алябина И. О., Д. Г. Щепащенко. Комплексный подход к картографической оценке запасов органического углерода в почвах России // Почвоведение. 2021. № 3. С. 273–286. DOI: 10.31857/S0032180X21030047.
- Честных О. В., Лыжин В. А., Кокшарова А. В. Запасы углерода в подстилках лесов России // Лесоведение. 2007. № 6. С. 114–121.
- Шишов Л. Л., Комов Н. В., Родин А. З., Фридланд В. М. Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации. М.: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева РАСХН, 2001. 400 с.
- Шишов Л. Л., Тонконогов В. Д., Лебедева И. И., Герасимова М. И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
- Щепащенко Д. Г., Мухортова Л. В., Швиденко А. З., Э. Ф. Ведрова. Запасы органического углерода в почвах России // Почвоведение. 2013. № 2. С. 123–132. DOI: 10.7868/S0032180X13020123.
- Breiman L. Random forests // Machine Learning. 2001. V. 45. No. 1. P. 5–32.
- Schepaschenko D., McCallum I., Shvidenko A. et al. A new hybrid land cover dataset for Russia: a methodology for integrating statistics, remote sensing and in-situ information // J. Land Use Science. 2011. No. 6(4). P. 245–259. DOI: 10.1080/1747423X.2010.511681.
- Stolbovoi V., Mccallum I. Land Resources of Russia. IIASA and RAS. Laxenburg, Austria, 2002. http://www.iiasa.ac.at/Research/FOR/russia_cd/index.htm.