Ученые МГУ проводят оценку естественных изменений в северных лесах России

Ученые географического факультета МГУ совместно с коллегами из Института космических исследований РАН, Института географии РАН, Кембриджского университета (Великобритания) и Британской антарктической службы проводят оценку естественных изменений в северных лесах России с 2000 г. по сегодняшний день в контексте изменения климата. Масштабный российско-британский проект «Мультиплатформенный дистанционный мониторинг воздействия изменения климата на северные леса России» выполняется при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

Для выполнения проекта ученые разработали и апробируют технологии дистанционной оценки динамики фитомассы северных лесов России, а именно:

• технологии картографирования динамики листовой и древесной фитомассы северных лесов всей России, начиная с 2000 г. (используются космические снимки со спутников Terra и Aqua (спектрорадиометра MODIS), по которым составлены тематические карты, и анализируется связь показателей фитомассы с региональной изменчивостью климата);
• технологии оценки характеристик древостоев по материалам съемки с беспилотных летательных аппаратов и наземных исследований, которые выполняются в ключевых регионах для проверки обзорных карт динамики северных лесов, полученных по снимкам со спутников Terra и Aqua;
• технологии масштабирования информации о характеристиках лесов от наземных и беспилотных съемок к обзорным снимкам со спутников Terra и Aqua (для этого используются космические снимки промежуточной детальности).

Пример карты запасов стволовой фитомассы лесов, составленной учеными Института космических исследований РАН

«В настоящее время уже разработаны методы мониторинга сезонной фенологии и многолетней динамики зеленой и древесной фитомассы северных лесов России. Эти работы мы выполнили на основе обработки многолетних временных рядов космических снимков со спутников Terra и Aqua, — рассказала доцент географического факультета МГУ, к.г.н, руководитель проекта Ольга Тутубалина. — Также создан пилотный программный комплекс, с помощью которого составлены карты параметров древесной и зеленой фитомассы для северной России. Также составлены карты динамики этих параметров в 2000-2018 гг., с детальностью 250 м».

Технологии создания таких карт основаны на эмпирических соотношениях отражения в красной спектральной зоне на зимних снимках и объема древесной фитомассы различных типов лесов, а также на расчете индекса листовой поверхности по сериям снимков за вегетационный период.

Ученые впервые сравнили карты индекса листовой поверхности Leaf Area Index (LAI) с картами накопленных температур за вегетационный период, полученных на основе банка климатических данных.

«Выявлены тенденции увеличения LAI за 2000-2018 гг., более раннего наступления весны и осени. Расширены базы фактических данных о характеристиках древостоев, включающие наземные данные и трехмерные модели по 34 пробным площадям в центре Кольского полуострова (2018-2019 гг.) и по 11 пробным площадям в центральной Якутии (2019 г.). Кроме того, мы подали заявку на государственную регистрацию базы данных “Библиотека спектральных характеристик растений Севера (центр Кольского полуострова)”», — поделилась подробностями Ольга Тутубалина.

В 2020 г. ученые планируют завершить разработку программного комплекса для дистанционного мониторинга динамики северных лесов России. Результаты массовой обработки данных, выполненной с помощью созданной технологий, будут доступны пользователям системы Вега-Science, также являющейся составной частью ЦКП ИКИ-Мониторинг.

Помимо исследовательских работ в рамках проекта ученые из России и Великобритании провели международные совещания и научные конференции в Кембридже. Также географы МГУ провели экспедицию и полевую практику студентов на Кольском полуострове в июне 2019 г.; международную полевую школу в Якутии в июле-августе 2019 г. Результаты работы доложены на 7 российских и международных конференциях, поданы статьи в высокорейтинговые журналы.