Анализ сезонной и пространственной динамики проективного покрытия растительности агроэкосистем на основе спутниковых данных

Проективное покрытие зеленой фитомассой является одним из ключевых биофизических параметров растительности. Оно определяется как отношение проекции вегетирующих побегов и листьев к общей площади участка земной поверхности и выражается в долях или процентах. Сезонная динамика проективного покрытия зеленой фитомассой может быть использована для моделирования состояния растительности посевных площадей.
На основе совместного использования материалов спутниковой съемки MODIS и полевых данных, включающих сведения о проективном покрытии зеленой фитомассой (свыше 300 измерений), была проведена количественная оценка зависимости вегетационного индекса NDVI от проективного покрытия для различных видов растительности агроэкосистем. Исследование было выполнено на территории Белгородской области, расположенной на юге Центрального Черноземья, и характеризующейся природно-климатическими особенностями южной лесостепи.
Установлено, что рассчитанные зависимости позволяют достаточно точно оценить проективное покрытие для основных региональных типов аграрной растительности. Коэффициент корреляции между вычисленными и фактическими величинами проективного покрытия составил 0,88 при уровне значимости 0,05. Графический анализ показал, что форма кривой для сезонной динамики проективного покрытия очень близка к форме кривой, рассчитанной по его фактическим величинам.
Результаты исследования показали возможность использования вегетационного индекса, рассчитанного по спутниковым данным MODIS, для количественного анализа проективного покрытия различных типов культур.
На основе полученных оценок был выполнен расчет и анализ сезонной динамики проективного покрытия для основных типов посевов, выращиваемых в регионе: ячменя, озимой пшеницы, сои, кукурузы, подсолнечника и многолетних трав. Установлены основные закономерности в сезонной динамике проективного покрытия перечисленных видов растительности. Выявлены сроки набора максимальных величин проективного покрытия зеленой фитомассой и периоды его минимальных значений, периоды роста и уменьшения его величин для конкретных типов посевов.
С использованием геоинформационного подхода проанализированы территориальные особенности в изменении проективного покрытия агроэкосистем на территории Белгородской области.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-77-00049)