Исследование динамики наземных экосистем России на основе анализа многолетних временных рядов характеристик их состояния, полученных по данным дистанционного зондировании со спутников 

Исследования и разработки в рамках данного раздела темы в 2018 году были направлены на анализ динамики лесных экосистем России на основе временных рядов тематических спутниковых продуктов.
Для оценки динамики общей площади лесов была использована временная серия карт растительного покрова, полученная на основе спутниковых данных с пространственным разрешением с 230 м. Данные карты получаются ежегодно на всю территорию России, начиная с 2000 г. В целом с 2000 г по 2016 г. наблюдается сокращение площади лесов приблизительно на 14 млн. га. В то же время наблюдаются отдельные периоды роста и падения общей площади лесов. Результаты анализа были сопоставлены с информацией Росстата (рис. 1). Стоит отметить различия в абсолютных значениях, которые могут быть связаны, прежде всего, с различными критериями выделения покрытой лесом площади. В то же время наблюдаются существенные отличия в оценках динамики лесной площади за представленный период наблюдений. Расхождения связаны в основном с различными оценками динамики лесной площади с начала по середину 2000-х годов. В то же время с конца 2000-х годов наблюдается постепенное сокращение площади лесов на основе двух наборов данных.

Рисунок 2.7.1 - Динамика площади лесов по информации Росстата и по данным ДЗЗ

Был также исследован вопрос динамики площадей отдельных групп древесных пород (рис. 2). В частности обнаружено, что площадь ценных темнохвойных пород дерева имеет тенденцию к сокращению. Начиная с 2000 года, общая площадь темнохвойных лесов на территории России сократилась более чем на 8%.

 

Рисунок 2.7.2 - Динамика площади отдельных групп древесных пород на территории России по данным ДЗЗ

Помимо общей площади лесов важной характеристикой является запас стволовой древесины. Для оценки динамики данного показателя была использована временная серия карт запасов древесины на всю территорию России с пространственным разрешением 230 м. Данная карта получается на основе применения уравнения связи запаса и коэффициентом спектральной яркости, покрытой снегом земной поверхности, в красной области спектра. Стоит отметить, что данных подход достаточно чувствителен к характеристикам снежного покрова, которые могут иметь межгодовую изменчивость в зависимости от погодных условий, что может приводить к случайным ошибкам. Представленная на рис. 3 динамика запасов стволовой древесины, позволяет сделать вывод о том, что, несмотря на межгодовой разброс оценок данного показателя, наблюдается тенденция к его росту. Официальные данные также говорят о росте общего запаса, однако показывают более низкую скорость роста и межгодовую динамику.

Данный показатель с одной стороны отражает потери древесины в результате пожаров, вырубок и других факторов, а с другой возобновление и рост лесных насаждений. Стоит отметить, что спутниковых мониторинг негативных факторов, таких как гибель лесов от пожаров, в последние годы ведется достаточно активно. В то же время вопрос мониторинга лесовозобновления, а также роста и развития лесов России исследован в меньшей степени и может являться направлением дальнейших исследований.

 
Рисунок 2.7.3 - Динамика запасов древесины в лесах России по информации Росстата и по данным ДЗЗ

Пожары являются одним из наиболее деструктивных факторов, воздействующих на лесные экосистемы и приводящим к сокращению площади и запасов лесов. При этом, стоит отметить, что пожары могут приводить к различным последствиям для древесной растительности и не всегда приводят к гибели леса, что приводит к необходимости не только выявлять пройденные огнем площади, но и выполнять последующую оценку степени повреждения лесов. В рамках данного раздела темы была исследована межгодовая динамика пирогенной гибели лесов на всей территории России. В качестве источника информации был использован временной ряд спутниковых оценок степени повреждения лесов пожарами, с пространственным разрешением 230м, включающий оценки площади погибши лесов. Были выявлены значительные межгодовые колебания значений, а также незначительная межгодовая тенденция роста площади пирогенной гибели лесов (рис. 4).

Сравнение с официальными данными показывает несогласованность последних с оценками, полученными в рамках проведенных исследований. Значительные занижения официальных оценок площади погибших от пожаров лесов, связаны, прежде всего, с невозможностью проведения наземных и авиационных обследований миллионов гектар пройденных огнем лесов с последующей оценкой их степени повреждения. В совокупности с огромными площадями лесов России, а также их труднодоступностью, данные обстоятельства диктуют необходимость использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса для их мониторинга.

 
Рис. 4 - Площадь пирогенной гибели лесов по информации Росстата и по данным ДЗЗ