Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 4. С. 205-217
Параметры многолетней динамики вегетационного индекса как показатели восстановления древесной растительности на постагрогенных землях
1 Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород, Россия
Одобрена к печати: 07.05.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-205-217
Процессы естественного облесения представлены на многих постагрогенных землях Среднерусской лесостепи. В статье описаны возможности оценки восстановления древесной растительности на залежах на основе параметров многолетней динамики вегетационного индекса. Объектами исследования выступали постагрогенные земли с одинаковым периодом восстановительных сукцессий и типичные для территории Центрального Черноземья. Параметры многолетнего ряда вегетационного индекса, к которым относятся tau Манна – Кендалла и угловой коэффициент линейного тренда, показали разную силу связи со скоростью естественного облесения залежей с лиственными и хвойными породами. Одновременно различия в скорости формирования древесной растительности на залежах с лиственными, хвойными породами и смешанным составом могут быть выражены через первую производную функции вегетационного индекса от времени. Её же параметры характеризуют отличия постагрогенных земель с развитием процессов облесения от залежных земель, на которых восстановление древесной растительности отсутствует или представлено незначительно. Оцениваемые параметры многолетней динамики вегетационного индекса отразили фактические пространственные, относительные различия в скорости облесения постагрогенных земель в регионе. Они показали ключевые территориальные тренды в интенсивности восстановления древесной растительности на залежах.
Ключевые слова: залежные земли, многолетние ряды, MODIS, NDVI, восстановление древесной растительности
Полный текстСписок литературы:
- Баишева Э. З., Широких П. С. К биофлоре зарастающих лесом сельхозугодий республики Башкортостан // Изв. Уфимского науч. центра РАН. 2017. № 3–1. С. 17–21.
- Беспалова Е. С., Саблина О. М. Оценка состояния лесополос и эрозионного рельефа в бассейне реки Везелка (Белгородская область) // Науч. вед. Белгородского гос. ун-та. Сер.: Естественные науки. 2019. Т. 43. № 3. С. 223–231. DOI: 10.18413/2075-4671-2019-43-3-223-231.
- Бугаев В. А., Мусиевский А. Л., Царалунга В. В. Дубравы лесостепи. Воронеж: Воронежская гос. лесотехн. акад., 2013. 247 с.
- Домнина Е. А., Адамович Т. А., Тимонов А. С., Ашихмина Т. Я. Мониторинг зарастания заброшенных земель сельскохозяйственного назначения по спутниковым снимкам высокого разрешения // Теорет. и приклад. экология. 2022. № 3. С. 82–89. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-3-082-089.
- Дроздов К. А. Элементарные ландшафты среднерусской лесостепи. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. 176 с.
- Камышев Н. С., Хмелев К. Ф. Растительный покров Воронежской области и его охрана. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1976. 181 с.
- Карелин Д. В., Люри Д. И., Горячкин С. В. и др. Изменение почвенной эмиссии диоксида углерода в ходе постагрогенной сукцессии в черноземной лесостепи // Почвоведение. 2015. № 11. С. 1354–1366. DOI: 10.7868/S0032180X1511009X.
- Карпин В. А., Петров Н. В., Туюнен А. В. Восстановление лесных фитоценозов после различных видов сельскохозяйственного использования земель в условиях среднетаежной подзоны // Сибирский лесной журн. 2017. № 6. С. 120–129.
- Лисецкий Ф. Н. Воспроизводство почв в степных экосистемах разного возраста // Сибирский эколог. журн. 2012. Т. 19. № 6. С. 819–829.
- Медведев А. А., Тельнова Н. О., Кудиков А. В. Дистанционный высокодетальный мониторинг динамики зарастания заброшенных сельскохозяйственных земель лесной растительностью // Вопросы лесной науки. 2019. Т. 2. № 3. С. 1–12. DOI: 10.31509/2658-607X-2019-2-3-1-12.
- Растительность европейской части СССР. Л.: Наука, 1980. 429 с.
- Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И., Уваров Г. И. Воспроизводство плодородия почв и рост продуктивности сельскохозяйственных культур Центрально-Чернозёмного региона. Белгород: Отчий край, 2012. 256 с.
- Телеснина В. М. Постагрогенная динамика растительности и свойств почвы в ходе демутационной сукцессии в южной тайге // Лесоведение. 2015. № 4. С. 293–306.
- Терехин Э. А. (2022а) Особенности лесовозобновления на залежных землях Среднерусской лесостепи // Изв. РАН. Сер. геогр. 2022. Т. 86. № 4. С. 594–604. DOI: 10.31857/S2587556622040112.
- Терехин Э. А. (2022б) Изменение внутризональных различий в естественном растительном покрове ландшафтов лесостепи в конце XX – начале XXI века // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 179–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-1-179-192.
- Трофимов И. А., Трофимова Л. С., Яковлева Е. П. Сохранение и оптимизация агроландшафтов Центрального Черноземья // Изв. РАН. Сер. геогр. 2017. № 1. С. 103–109. DOI: 10.15356/0373-2444-2017-1-103-109.
- Anees S. A., Mehmood K., Rehman A. et al. Unveiling fractional vegetation cover dynamics: A spatiotemporal analysis using MODIS NDVI and machine learning // Environmental and Sustainability Indicators. 2024. V. 24. Article 100485. DOI: 10.1016/j.indic.2024.100485.
- Bera D., Das Chatterjee N., Bera S. et al. Comparative performance of Sentinel-2 MSI and Landsat-8 OLI data in canopy cover prediction using Random Forest model: Comparing model performance and tuning parameters // Advances in Space Research. 2023. V. 71. No. 11. P. 4691–4709. DOI: 10.1016/j.asr.2023.01.027.
- Gyawali A., Adhikari H., Aalto M., Ranta T. From simple linear regression to machine learning methods: Canopy cover modelling of a young forest using planet data // Ecological Informatics. 2024. V. 82. Article 102706. DOI: 10.1016/j.ecoinf.2024.102706.
- Heck E., de Beurs K. M., Owsley B. C., Henebry G. M. Evaluation of the MODIS collections 5 and 6 for change analysis of vegetation and land surface temperature dynamics in North and South America // ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing. 2019. V. 156. P. 121–134. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2019.07.011.
- Justice C. O., Townshend J. R. G., Vermote E. F. et al. An overview of MODIS Land data processing and product status // Remote Sensing of Environment. 2002. V. 83. No. 1–2. P. 3–15. DOI: 10.1016/S0034-4257(02)00084-6.
- Khorchani M., Gaspar L., Nadal-Romero E. et al. Effects of cropland abandonment and afforestation on soil redistribution in a small Mediterranean mountain catchment // Intern. Soil and Water Conservation Research. 2023. V. 11. No. 2. P. 339–352. DOI: 10.1016/j.iswcr.2022.10.001.
- Nadal-Romero E., Llena M., Cortijos-López M., Lasanta T. Afforestation after land abandonment as a nature-based solution in Mediterranean mid-mountain areas: Implications and research gaps // Current Opinion in Environmental Science and Health. 2023. V. 34. Article 100481. DOI: 10.1016/j.coesh.2023.100481.
- Seguini L., Vrieling A., Meroni M., Nelson A. Annual winter crop distribution from MODIS NDVI timeseries to improve yield forecasts for Europe // Intern. J. Applied Earth Observation and Geoinformation. 2024. V. 130. Article 103898. DOI: 10.1016/j.jag.2024.103898.
- Zhang J., Pham T.-T.-H., Kalacska M., Turner S. Using Landsat Thematic Mapper records to map land cover change and the impacts of reforestation programmes in the borderlands of southeast Yunnan, China: 1990–2010 // Intern. J. Applied Earth Observation and Geoinformation. 2014. V. 31. P. 25–36. DOI: 10.1016/j.jag.2014.01.006.
- Zurqani H. A. High-resolution forest canopy cover estimation in ecodiverse landscape using machine learning and Google Earth Engine: Validity and reliability assessment // Remote Sensing Applications: Society and Environment. 2024. V. 33. Article 101095. DOI: 10.1016/j.rsase.2023.101095.