Цифровое картографирование содержания и запасов органического углерода в почвах предсалаирья с использованием онлайн-платформы Google Earth Engine и алгоритма случайного леса

Для ключевого участка в Предсалаирье проведено цифровое картографирование содержания почвенного органического углерода (ПОУ) в пахотном слое (0–30 см) почв алгоритмом случайного леса, реализованного на облачной онлайн-платформе Google Earth Engine (GEE). В качестве предикторов в модели случайного леса использовались: 19 биоклиматических переменных WorldClim; 5 климатических переменных, рассчитанных на основе WorldClim и почвенно-климатического атласа; 8 вегетационных индексов, рассчитанных на основе Landsat 8; 26 морфометрических характеристик рельефа, рассчитанных на основе цифровой модели высот ALOS; 2 переменные, характеризующие пространственное положение (долгота и широта). Коэффициенты корреляции (R) между содержанием ПОУ и значениями предикторов учтены при формировании следующих наборов предикторов: 1) BIO11+RVI; 2) Longitude+CNBL; 3) SАТ10+CC+Texture; 4) 60 предикторов; 5) 42 (без кривизн рельефа, вегетационных индексов и предикторов с нулевыми значениями); 6) 37 (все с R > ±0.5); 7) 32 (все с R > ±0.3 без вегетационных индексов); 8) 27 (все с R > ±0.5 без вегетационных индексов); 9) 23 (без BIO1–19, кривизн рельефа, вегетационных индексов и предикторов с нулевыми значениями). Результат моделирования содержания ПОУ на основе 32 предикторов и обучающего набора данных (n = 42) с более низким RMSE (0.72) выбран в качестве лучшего. C применением педотрансферной функции проведено моделирование плотности сложения почв, которая совместно с картой содержания ПОУ была использована для составления карты запасов ПОУ. Содержание ПОУ в пахотном слое (0–30 см) варьировало от 1.3 до 6.1% по фактическим данным, а запасы ПОУ – от 84 до 203 т/га. Наибольшее содержание и запасы ПОУ выявлены в почвах верхней части склона, тогда как вниз по склону отмечено постепенное снижение значений этих показателей. Плотность сложения почв по расчетным данным варьировала в диапазоне от 1.20 до 1.36 г/см³ и увеличивалась вниз по склону, т.е. имела обратный тренд распределения по сравнению с содержанием и запасами ПОУ. Общие запасы ПОУ в пахотном слое (0–30 см) почв исследуемой территории площадью 225 га составили 28.7 кт.