Анализ характеристик лесистости постагрогенных земель Среднерусской лесостепи на основе различных типов спутниковых данных

Оценка процессов формирования древесной растительности и динамики лесистости выступает одной из ключевых задач в исследованиях восстановительных сукцессий на постагрогенных землях. Актуальным при этом становится определение эффективности показателей, измеряемых по различным типам спутниковых данных, для количественного анализа лесистости бывших пахотных угодий, исследования пространственных различий в ее изменениях.
На основе данных с нескольких сотен тестовых участков, расположенных на территории Среднерусской лесостепи, проведен сопоставительный анализ эффективности спектральных показателей, измеряемых по данным Landsat-8, Sentinel-2 и MODIS, для оценки лесистости постагрогенных земель. Вместе с этим выполнена сравнительная оценка их возможностей для определения внутризональных различий в ее приросте, исследована чувствительность к отличиям в породном составе насаждений, формирующихся на постагрогенных землях. К изученным показателям относятся коэффициенты спектральной яркости коротковолновых инфракрасных диапазонов, значения вегетационного индекса NDVI и показателя tau Манна-Кендалла, характеризующего его многолетнюю динамику.
Сравнительный анализ показателей прироста лесистости, измеренных по данным Landsat-8 OLI, Sentinel-2 и MODIS, выявил, что наиболее сильной связью с ним характеризуются спектрально-отражательные признаки коротковолнового инфракрасного диапазона, измеренные на основе Sentinel-2. При этом сила связи для них не намного выше, чем для значений, измеренных по Landsat-8. При сравнении статистической значимости различий спектрально-отражательных характеристик между отдельными градациями лесистости эффективность показателей, вычисленных по Sentinel-2 MSI и Landsat OLI, оказалась примерно аналогичной.
В наибольшей степени фактическим различиям в величине лесистости одновозрастных залежей разных подзон лесостепи соответствуют параметры критерия tau Манна-Кендалла, вычисляемые на основе многолетних рядов NDVI по информационным продуктам, создаваемым на базе снимков MODIS. При этом наилучшим индикатором распределения залежных земель в подзонах лесостепи по величине покрытия древесной растительностью выступают спектрально-отражательные характеристики коротковолнового инфракрасного канала Sentinel-2.
Наибольшая чувствительность к различиям в породном составе лесных насаждений, формирующихся на залежах, установлена для значений вегетационного индекса NDVI, измеряемым по данным Landsat 8 OLI. Для них характерны статистически значимые различия между залежами с лиственной, хвойной и смешанной древесной растительностью.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-27-00291.