Перспективы картографирования фитомассы тростниковых сообществ в пойменных и дельтовых ландшафтах Нижней Волги

Водно-болотные угодья пойменных и дельтовых ландшафтов – важнейшие экосистемы, обеспечивающие сохранение биоразнообразия (Рекреационное…, 2012). Прибрежная растительность, представленная преимущественно сообществами с доминированием тростника, рогоза, камыша, ежеголовника, характеризуется значительной надземной фитомассой, достигающей десятков тонн на гектар в год. Одной из важнейших проблем функционирования экосистем водно-болотных угодий являются регулярные ландшафтные пожары, приводящие к эмиссиям существенных объемов парниковых газов и других продуктов горения, которые не попадают в кадастр парниковых газов (Шинкаренко и др., 2022а; 2022б). Для определения объемов эмиссий продуктов горения необходимо иметь данные о пройденной огнем площади и массу сгоревшего материала. Методы картографирования выгоревших площадей достаточно хорошо проработаны (Шинкаренко и др., 2022в), в то время как для анализа фитомассы околоводной растительности по спутниковым данным технологии развиты еще недостаточно. В докладе представлены результаты сопоставления наземных измерений фитомассы и высоты растительности тростниковых сообществ в дельте Волги со спутниковыми данными Sentinel-1 и 2. Экспедиционные исследования проводились осенью 2023 г. на территории государственного природного заповедника «Астраханский». В результате определены аллометрические соотношения между диаметрами, высотами, фитомассой тростника на стандартных геоботанических площадках 10х10 м. Это позволило расширить опорную выборку измеренной фитомассы тростниковой растительности за счет включения участков, на которых значения фитомассы были рассчитаны из полученных аллометрических соотношений на основе измерений высоты и количества растений на площадках. Установлены значимые корреляционные связи между сырой массой, высотой, диаметрами тростников и коэффициентами спектральной яркости, вегетационными индексами по данным Sentinel-2. Также средние диаметры тростников в пределах площадок значимо связаны с коэффициентами обратного рассеяния (vv-поляризация) по данным Sentinel-1. Полученные данные могут использоваться для картографирования фитомассы тростниковых сообществ в дельте Волги, а методические подходы могут быть рекомендованы и для водно-болотных угодий пойм и дельт других крупных рек.


Авторы благодарят за помощь в сборе наземных данных научного сотрудника Астраханского заповедника Н.В. Литвинову и студентов Волгоградского государственного университета З. Кирсанова и В. Штельмаха.

Исследование выполняется в рамках проекта Министерства науки и высшего образования РФ № 075-15-2022-1229 (13.2251.21.0179) «Применение технологий высокопроизводительных вычислений и больших данных для совместной разработки экономически эффективных автоматизированных методов широкомасштабного биомониторинга водно-болотных угодий. HPC and BigData applied to co-designing cost-efficient automation for large scale wetland biomonitoring».