Влияние процессов изменения лесистости овражно-балочных систем Среднерусской лесостепи на их дистанционно измеряемые спектрально-отражательные характеристики

Овражно-балочная сеть выступает одним из ключевых элементов ландшафтов Среднерусской лесостепи. Развитие в ней процессов роста лесистости выступает актуальной задачей, решение которой во многом связано с исследованием влияние лесообразовательных процессов в овражно-балочных системах на их спектрально-отражательные свойства, измеряемые по данным дистанционного зондирования Земли.
Влияние лесистости на спектрально-отражательные характеристики систем оврагов и балок исследовано на основе пространственной выборки объектов, расположенных на территории пяти областей Центрального Черноземья и Орловской области. С использованием данных с выборки, насчитывающей более 150 единиц, оценено влияние процессов лесообразования на отражательные характеристики в 9 диапазонах спектра, соответствующих основным каналам Sentinel-2 2019-2020 гг.
Рост лесистости овражно-балочных систем оказывает влияние на спектрально-отражательные характеристики, как первой, так и второй половины лета, но в период августа их связь с лесистостью выражена сильнее, чем июня, что характерно для всех каналов видимой, ближней и коротковолновой инфракрасной части спектра. В период июня наиболее сильно зависимость между лесистостью и спектрально-отражательными свойствами проявляется в красном, первом крайнем красном и коротковолновом инфракрасном диапазонах. В ближней части спектра связь лесистости и отражательных характеристик овражно-балочной сети не обнаружена. В период второй половины лета выраженная отрицательная связь лесистости и спектрально-отражательных характеристик проявляется на всех участках видимого и коротковолнового инфракрасного диапазонов с практическим отсутствием связи в ближней инфракрасной области.
На основе установленных закономерностей выполнена оценка возможностей пространственного анализа лесистости овражно-балочной сети региона на основе ее дистанционно измеряемых спектрально-отражательных характеристик. Пространственное распределение лесистости, смоделированной на основе отражательных свойств овражно-балочных систем зеленого, красного и коротковолнового инфракрасного диапазонов, показало в значительной степени соответствие фактическим территориальным особенностям лесистости. При этом наиболее часто отклонения от фактических значений наблюдаются на овражно-балочных системах со значениями лесистости ниже 0,20-0,25, т.е. в условиях, когда основной вклад в их спектрально-отражательные свойства вносит травянистая растительность балок. Вместе с тем значения лесистости, полученные на основе отражательных характеристик видимых и коротковолновых инфракрасных диапазонов Sentinel-2, отразили ключевые особенности фактической лесистости овражно-балочных систем региона, связанные с их высокими, пространственными, внутризональными различиями.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-17-00169, https://rscf.ru/project/23-17-00169/