Дистанционная оценка деградации популяции сербской ели в районе горного массива Великий Столац

Сербская ель является одним из древнейших видов деревьев, который был обнаружен в районе деревни Заовине (Сербия) во второй половине 19 века. В настоящее время сербская ель считается реликтовым эндемичным видом Балканского полуострова. На основе изучения ископаемых остатков было установлено, что данный вид занимал когда-то значительные площади на территории Европы. Вследствие воздействия естественных и антропогенных факторов произошло резкое сокращение ареала произрастания и количества особей сербской ели. В настоящее время, по данным Красной книги МСОП, данный вид находится под угрозой исчезновения.
Большая часть существующей на сегодняшний день популяции сербской ели произрастает на участках расположенных в районе среднего и верхнего течения реки Дрина, протекающей вдоль границы между республикой Босния и Герцеговина и Республикой Сербской. Данный вид произрастает на обрывах, скальных глыбах и в узких выемках, как правило образует чистые насаждения, однако также входит в состав смешанных лиственно-хвойных лесов с многочисленными породами: ель, пихта , белая и черная сосна, бук, клен, береза, осина, черный граб, вяз и др. Известные на сегодняшний день насаждения представляют собой 26 изолированных групп различного размера, которые могут содержать как несколько особей сербской ели, так и популяции в несколько тысяч деревьев. Представленность сербской ели в смешанных группах довольно велика и колеблется в пределах 60-80%, при этом насаждения образуют кластеры с чистым видовым составом. Одна из самых значительных среди указанных групп находится на северном склоне горного массива Великий Столац на высоте около 1100-1500 м. Площадь насаждения составляет чуть более 40 га.
Для мониторинга насаждений сербской ели на рассматриваемой территории использовались многовременные мультиспектральные изображения Sentinel-2 с пространственным разрешением 10 м за период с 2015 по 2024 гг. Изображения были приведены к уровню обработки L2A – отражательная способность на нижней границе атмосферы. Для получения уточненных данных по локации сербской ели на рассматриваемой территории и сегментации основных типов прочих объектов применялась методика, основанная на использовании спектрально-временных признаков. Предложен метод поэтапной тематической обработки с использованием ансамбля классификаторов. Для проведения расчетов использовались изображения за период с 2015 по 2020 гг., в который не наблюдалось существенного негативного воздействия. В августе 2021 года почти весь район Великий Столац был охвачен лесным пожаром. Пожар начался 27 июля и продолжался до 6 сентября. Анализ индекса NBR показал, что площадь выгорания на данном участке довольно мала. Однако в дальнейший период наблюдается значительное снижение значений вегетационных индексов, характеризующих биомассу, концентрацию пигментов и содержание влаги. По полученным оценкам более половины площади насаждения получили серьезные повреждения, которые впоследствии могут привести к деградации популяции сербской ели на данном участке.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта № 23-29-00128 «Методы машинного обучения в задаче автоматизации обработки данных космических систем высокодетального мониторинга растительного покрова».