Оценка продуктивности ленточных боров с применением дистанционного и дендрохронологического методов исследования

Использование методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для оценки продуктивности лесов в настоящее время широко распространено (Исаев и др., 2014). Однако применение космических снимков требует верификации данными, полученными в ходе наземных исследований (Золотокрылин и др., 2013). К таковым может быть отнесен дендрохронологический метод. Он позволяет на основе использования величины ежегодного радиального прироста деревьев косвенно определять динамику стволовой продуктивности.
Для исследования был выбран участок в Касмалинском сосновом бору, который относится к системе экстразональных ленточных боров, сформировавшихся на территории юга Западной Сибири. В зональном плане модельный участок располагается в засушливой степи (51°58' с.ш., 80°28' в.д.), в административном – в Волчихинском районе Алтайского края.
В качестве источника спутниковых данных были применены наборы MOD17A2HGF (8-дневные композиты) и MOD17A3HGF (годовые значения) версии 6.1 (MOD17A2HGF MODIS; MOD17A3HGF MODIS) с пространственным разрешением 500 м. Их основой являются наблюдения радиометра MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), установленного на спутнике Terra. Расчет значений GPP (валовой первичной продуктивности) и NPP (чистая первичная продуктивность) производился по соответствующим формулам (Running, Zhao, 2021).
Наземные данные по продуктивности деревьев представлены рядами ширины радиального прироста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Древесно-кольцевая хронология (ДКХ) построена по стандартной методике (Методы дендрохронологии, 2000; Methods of dendrochronology, 1990) на основе обработки и измерения ширины годичных колец буровых кернов 11 деревьев. Для анализа была выбрана остаточная (res) версия обобщенной ДКХ Волчиха, продолжительность которой составила 251 год (1768-2018 гг.). В работе использован отрезок с 2000 по 2018 гг., обеспеченный данными ДЗЗ. Выбор участка в степной части экстразональных боров предопределил чувствительность прироста сосны (коэффициент чувствительности ДКХ за период 2000-2018 гг. равен 0,32, при пороге 0,2 (Ваганов и др., 1996)) к климату как основному фактору, определяющему изменчивость продуктивности деревьев в степи.
Корреляционный анализ Пирсона годовых сумм GPP и NPP c ДКХ показал наличие статистически значимой связи (при p<0,05) между ними (0,55 и 0,46 соответственно). При этом корреляционный анализ ДКХ сосны с 8-дневыми композитам MODIS, осредненными по месяцам, продемонстрировал наиболее высокие значения коэффициентов с GPP и NPP июня: 0,66 и 0,74 соответственно. Кроме того наблюдается менее выраженная связь ДКХ с валовой первичной продукцией бора в июле (коэффициент корреляции 0,49, значим при p<0,05).
Проведенный анализ позволил установить наличие связи между двумя показателями продуктивности лесов, верифицировать данные дистанционного мониторинга. Выявленные высокие коэффициенты корреляции (выше 0,7) дают возможность говорить об исторической реконструкции июньских значений чистой первичной продукции степных сосновых лесов на территории юга Западной Сибири.