Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XVIII.D.554

Изменение фенологии растительного покрова севера России под влиянием климата на основе анализа временных рядов MODIS LAI за период 2000-2019 гг.

Шабанов Н.В. (1), Marshall G (2), Барталев С.А. (1), Тутубалина О.В. (3), Rees G. (4)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) British Antarctic Survey, UK, Cambridge, UK
(3) МГУ имени М.В. Ломоносова Географический факультет, Москва, Россия
(4) Scott Polar Research Institute, University of Cambridge, Cambridge, The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland
Временные ряды спутниковых данных полярных сенсоров среднего пространственного разрешения, таких как AVHRR, MODIS и VIIRS разработаны с целью долговременного мониторинга состояния растительного покрова на глобальном уровне. Изменения состояния растительного покрова могут возникать как под влиянием изменения климата, так и локальной деятельности человека. Большое количество международных работ посвящено анализу временных рядов вегетационных индексов, радиометрических величин, связанных с плотностью листового покрова и содержанием хлорофилла. В частности, были выявлены тренды NDVI по территории Евразии (включая Россию) и Северной Америки в поясе 40-70 г. с.ш., связанные с трендами температуры с использованием данных AVHRR NDVI за период 1981-2001 (Zhou et al., 2001). Ряд работ российских исследователей посвящен оценке трендов NDVI по территории России. В частности, в работе Елсаков (2017) показана сложная пространственная структура трендов на территории крайних северных широт России (>60 г. с.ш.) с использованием данных MODIS NDVI за период 2000-2016 гг.

В рамках международного проекта (МГУ, ИКИ, Институт географии и University of Cambridge) мы провели региональный анализ по территории крайних северных широт России (к северу от 600 с.ш.). Были исследованы сезонные профили индекса листовой поверхности (Leaf Area Index, LAI), рассчитанном на основе данных сенсора Terra/Aqua MODIS за последние 20 лет (2000-2019). Анализ показывает что сезонные тренды имеют сигмоидную форму: усиленный рост весной и более раннее увядание осенью, в то-же время изменения в период достижения максимум имеют минимальный характер, и поэтому практически не могут быть выявлены стандартными методами основанными на анализе сезонного максимума или среднего по сезону значении. Простанственное распределение LAI трендов имеет сильную корреляцию соответвующими трендами накопленной температуры в весенний перод, однако причины трендов осенью остаются неясными на данный момент. В ходе данного исследования также найдено что тренды по территории тундры имеют более ярко выраженный характер (в среденем увеличение LAI может достигать 17%), в то время как изменения по лесу более умеренны (до 6%).
Работа выполнена в рамках российско-британского проекта «Мультиплатформенный дистанционный мониторинг воздействия изменения климата на северные леса России». Проект финансируется Британским Советом (грант Institutional Links № 352397111) и Министерством науки и высшего образования РФ (уникальный идентификатор проекта RFMEFI61618X0099).
Обработка и анализ данных выполнялись с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019).

Ключевые слова: ДЗЗ, MODIS, LAI продукт, фенология, мониторинг трендов, северные широты России
Литература:
  1. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков .А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России // М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.
  2. Елсаков В.В. Пространственная и межгодовая неоднородность изменений растительного покрова тундровой зоны Евразии по материалам сьемки MODIS 2000-2016 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. №6. С. 56-72.
  3. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Кашницкий А. В., Балашов И. В., Барталев С. А., Константинова А. М., Кобец Д. А., Мазуров А. А., Марченков В. В., и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170.
  4. Шабанов Н.В., Барталев С.А., Ерошенко Ф.В., Плотников Д.Е. Развитие возможностей дистанционной оценки индекса листовой поверхности по данным MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 166-178
  5. Zhou et al. Variations in northern vegetation activity inferred from satellite data of vegetation index during 1981 to 1999, // Journal of Geophysical Research. 2001. Vol. 106 Iss. D17, pp. 2069-2083


Ссылка для цитирования: Шабанов Н.В., Marshall G., Барталев С.А., Тутубалина О.В., Rees G. Изменение фенологии растительного покрова севера России под влиянием климата на основе анализа временных рядов MODIS LAI за период 2000-2019 гг. // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 190. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

190