Оценка сезонной динамики коэффициентов спектральной яркости преобладающих пород ГЗЛП “Пенза-Каменск” с помощью ДЗЗ и полевых исследований

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для улучшения климатических условий, сохранения урожая сельскохозяйственных культур и защиты от дефляции 76 лет назад было спроектировано 8 государственных защитных лесных полос (ГЗЛП), общей протяженностью 5320 км. В настоящее время актуальные данные о состоянии ГЗЛП отсутствуют в открытом доступе, поэтому определение современного состояния защитных лесных полос на основе данных дистанционного зондирования является актуальной. Цель исследования – определить основные изменения коэффициентов спектральной яркости (КСЯ) преобладающих пород на ГЗЛП “Пенза–Каменск” на основе данных ДЗЗ и проведенных инвентаризационных работах. Объектом исследования является государственная защитная лесная полоса “Пенза–Каменск”, которая проходит по территории Волгоградской области. Картографирование проектных границ объекта исследования выполнялось по данным сверхвысокого разрешения. Определение сохранности ГЗЛП “Пенза–Каменск” проводилось по данным высокого разрешения спутника Sentinel-2 на основе вегетационного индекса NDVI). При выполнении камеральных исследований было выделено 6949,62 га проектной площади государственной защитной лесной полосы, площадь внутри контуров составила 6317,91 га, а общая сохранность исследуемого объекта равна 90,91%. Во время проведения инвентаризационных работ было описано более 59 различных видов комбинаций по определению породного состава, была вычислена средняя высота насаждений, рассчитана сомкнутость на участках и присвоены классы бонитета по таблице Орлова. В результате инвентаризации было определено, что преобладающими породами являются: Дуб черешчатый (Quercus robur L.), Ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica Marshall) и Вяз (Ulmus L.), для которых были рассчитаны КСЯ. Полученные результаты демонстрируют значительную разницу между коэффициентами преобладающих древесных пород с 6 канала по 8A, высокие значения наблюдаются в выделах с чистым породным составом вяза и смешанным составом с ним. Минимальные показатели КСЯ при анализе получены на выделах с чистыми насаждениями ясеня.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Выприцкий

Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vyprickiy-a@vfanc.ru
Россия, Волгоград

К. П. Синельникова

Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук

Email: vyprickiy-a@vfanc.ru
Россия, Волгоград

Список литературы

  1. Барталев С.А., Богодухов М.А., Жарко В.О., Сидоренков В.М. Исследование возможностей использования данных ICESat-2 для оценки высоты лесов России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 195–206. doi: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-195-206.
  2. 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.
  3. Берденгалиева А.Н. Дистанционный мониторинг поврежденных пожарами сосновых насаждений на севере Волгоградского Заволжья // Вопросы степеведения. 2023. № 3. С. 104-115. doi: 10.24412/2712-8628-2023-3-104-115.
  4. Выприцкий А. А. Анализ влияния геоморфологических характеристик территорий на сохранность государственных защитных лесных полос // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 1(69). С. 261–271. doi: 10.32786/2071-9485-2023-01-28.
  5. Выприцкий А.А., Шинкаренко С.С. Анализ влияния почвенно-климатических условий на сохранность государственных защитных лесных полос на основе данных Sentinel-2 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. С. 147–163. doi: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-147-163.
  6. Выприцкий А.А., Юферев В.Г. Геоинформационный анализ влияния государственных защитных лесных полос на продуктивность сельскохозяйственных угодий // Исследование Земли из космоса. 2023. № 4. С. 60–71. doi: 10.31857/S0205961423040073.
  7. Жарко В.О., Барталев С.А., Егоров В.А. Исследование возможностей оценки запасов древесины в лесах Приморского края по данным спутниковой системы Proba-V // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 157–168. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-157-168.
  8. Засоба В.В., Чеплянский И.Я., Поповичев В.В. Семидесятилетний опыт создания государственных защитных лесных полос в степной зоне России // Живые и биокосные системы, 2019. № 27. С. 3.
  9. Книжников Ю.Ф., Кравцова Ю.Ф., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению “География” и специальностям “География” и “Картография” // 2-е изд., перераб. и доп. М.: Академия, 2011. (Высшее профессиональное образование. Естественные науки).
  10. Лесной план Волгоградской области на 2009-2018 гг., утвержден постановлением Главы Администрации Волгоградской области №144 от 11.02.2009 г. URL: https://oblkompriroda.volgograd.ru/upload/iblock/8c4/Lesnoy-plan-Volgogradskoy-oblasti.pdf.
  11. Лупян E.А., Барталев С.А., Балашов И.В., Егоров В.А., Ершов Д.В., Кобец Д.А., Сенько К.С., Стыценко Ф.Б., Сычугов И.Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 6. С. 158–175. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.
  12. Манаенков А.С., Костин М.В. Современное состояние и возобновительный потенциал лесообразующих пород на обыкновенном черноземе // Лесное хозяйство. 2007. № 5. С. 26–28.
  13. Манаенков А.С., Костин М.В. Состояние и перспектива возобновления защитных лесонасаждений на южном черноземе // Лесное хозяйство. 2009. № 3. С. 18-20.
  14. Манаенков А.С., Костин М.В., Шкуринский В.А., Сурхаев Г.А., Лепеско В.В., Кладиев А.К., Узолин А.И., Зеленяк А.К., Панов В.И., Петелько А.И. Методическое руководство по повышению долговечности широкополосных защитных лесных насаждений на юге европейской территории России. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013.
  15. Мартынюк А.А., Турчин Т.Я., Чеплянский И.Я., Кулик А.К. Современное состояние государственных защитных лесных полос степной и полупустынной зон, основные направления их сохранения и реабилитации // Известия НВ АУК. 2023. 1(69). С. 78–91. doi: 10.32786/2071-9485-2023-01-07.
  16. Мелихова А. В. Пространственный анализ защитных лесных насаждений северной части Ергенинской возвышенности // Научно-агрономический журнал. 2022. № 3(118). С. 43–48. doi: 10.34736/FNC.2022.118.3.006.43-48.
  17. Орлов М.М. Лесоустройство, Ленинград, 1927.
  18. ОСТ 56-69-83 Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1983. 90 с. Об утверждении Лесоустроительной инструкции: приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 29.03.2018 № 122. URL: http://docs.cntd.ru/document/542621790 (дата обращения: 06.10.2023).
  19. Патент № 2437061 C1 Российская Федерация, МПК G01C 11/04, A01G 23/00. Способ определения сохранности лесных насаждений: № 2010115216/28 : заявл. 19.04.2010 : опубл. 20.12.2011 / А. С. Рулев, В. Г. Юферев, В. Ю. Михалев, А. Н. Маенко ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью “БиоЭкоЛес” (ООО “БиоЭкоЛес”).
  20. Почвенная карта Волгоградской области. М 1:400000. Киев: ПКО “Картография” ГУГК СССР. 1989.
  21. Рулев А.С., Кошелева О.Ю., Шинкаренко С.С. Оценка лесистости агроландшафтов юга приволжской возвышенности по данным NDVI // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. 2016. № 4 (44). С. 24–32.
  22. Сергеева Е. С. Экологические последствия инвазии ясеневой изумрудной узкотелой златки, Agrilusplanipennis (Coleoptera: Buprestidae), на территорию Нижнего Поволжья // Куражсковские чтения: Материалы II Международной научно-практической конференции, Астрахань, 18–21 мая 2023 года. Астрахань: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Астраханский государственный университет имени В.Н. Татищева”. 2023. С. 18-21.
  23. Синельникова К. П. Анализ защитных лесных насаждений на территории Донской гряды с использованием ГИС-технологий и аэрокосмических данных / К. П. Синельникова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2(70). С. 299-305. doi: 10.32786/2071-9485-2023-02-34.
  24. Терехин Э.А. Оценка нарушенности лесов лесостепной зоны в начале XXI в. по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17, № 2. С. 134–146. doi: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-134-146.
  25. Турчин Т.Я., Чеплянский И.Я., Ермолова А.С., Баканов И.А. Современное состояние насаждений государственной защитной лесной полосы “Воронеж–Ростов-на-Дону” в связи с типом культур и почвенными условиями // Вестник Поволжского государственного технологического унивеpситета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2021. № 3 (51). С. 41–58. doi: 10.25686/2306-2827.2021.3.41.
  26. Чеплянский И.Я, Турчин Т.Я., Ермолова А.С. Дистанционный мониторинг государственных защитных лесных полос степной зоны европейской части России // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2022. № 3(387). С. 44–59. doi: 10.37482/0536-1036-2022-3-44-59.
  27. Чеплянский И.Я., Засоба В.В., Поповичев В.В. Лесные и нелесные земли в государственных защитных лесных полосах в России // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2018. № 51. С. 91–95.
  28. Шестаков Н.А., Казяк Е.В. Анализ спектральной отражательной способности лесной растительности по мультиспектральным спутниковым данным Landsat-8, Sentinel-2 (на примере ландшафтного заказника “Озеры”) // ГИС-технологии в науках о Земле : Материалы республиканского научно-практического семинара студентов и молодых ученых, Минск, 16 ноября 2022 года / Редколлегия: А.А. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. – Минск: Белорусский государственный университет, 2022. С. 292–299.
  29. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Возможности оценки сомкнутости защитных лесных насаждений на основе бисезонного индекса леса и материалов съемки БПЛА // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023а. Т. 20, № 1. С. 189–202. – doi: 10.21046/2070-7401-2023-20-1-189-202.
  30. Шинкаренко С.С., Барталев С.А. Анализ влияния видового состава, проективного покрытия и фитомассы растительности аридных пастбищных ландшафтов на их спектрально-отражательные свойства по данным наземных измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023б. Т. 20, № 3. С. 176–192. doi: 10.21046/2070-7401-2023-20-3-176-192.
  31. Bolton D.K., Coops N.C., Hermosilla T., Wulder M.A., White J.C. Assessing variability in post-fire forest structure along gradients of productivity in the Canadian boreal using multi-source remote sensing // Journal of Biogeography. 2017. V. 44. № 6. pp. 1294–1305.
  32. Mulverhill Ch., Coops N., Txomin Hermosilla, White J.С., Wulder M. Evaluating ICESat-2 for monitoring, modeling, and update of large area forest canopy height products // Remote Sensing of Environment. 2022. 271. 112919. 10.1016/j.rse.2022.112919.
  33. Koshelev A.V., Tkachenko N.A., Shatrovskaya M.O. Decoding of forest belts using satellite images // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science. 2021. V. 875. Art. No. 012065. 9 p. doi: 10.1088/1755-1315/875/1/012065
  34. Loupian E.A., Bourtsev M.A., Proshin A.A., Kashnitskii A.V., Balashov I.V., Bartalev S.A., Konstantinova A.M., Kobets D.A., Radchenko M.V., Tolpin V.A., Uvarov I.A. Usage Experience and Capabilities of the VEGA-Science System // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. №. 1. P. 77. DOI: doi.org/10.3390/rs14010077.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Тайлы использованных снимков и расположение ГЗЛП “Пенза–Каменск” относительно населенных пунктов на территории Волгоградской области.

Скачать (437KB)
3. Рис. 2. Пример временных пробных площадей кулис ГЗЛП “Пенза–Каменск” на территории Волгоградской области (слева: 51°9'35" N, 44°16'5" E; справа: 49°22'52" N, 42°16'43" E).

Скачать (504KB)
4. Рис. 3. Пример выделения проектной и покрытой лесом площади ГЗЛП “Пенза–Каменск” с помощью NDVI.

Скачать (629KB)
5. Рис. 4. Кривые спектральной яркости основных лесообразующих пород ГЗЛП “Пенза–Каменск” по данным Sentinel-2.

Скачать (449KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».