Нарушенность древостоя лесных массивов является одним из ключевых факторов, определяющих состояние лесных экосистем. Пространственно-временная оценка нарушенности позволяет оценить воздействие негативных факторов на леса. К ним относятся сплошные лесосечные рубки, пожары, болезни деревьев и влияние насекомых-вредителей.
С использованием материалов разновременной спутниковой съемки, данных наземных полевых наблюдений и методов многомерного статистического анализа было проведено картографирование и осуществлена оценка нарушенности верхних ярусов лесов лесостепи Центрального Черноземья в периоды 1985-2000 гг. и 2000-2018 гг.
В рамках проведенного исследования выполнена оценка спектрально-отражательных свойств нарушенных лесных экосистем в различных спектральных диапазонах и предложен новый метод их распознавания. С использованием многомерного статистического анализа вычислены функции классификации, позволяющие с высокой точностью проводить автоматизированное выявление участков леса с нарушенными верхними ярусами. Независимыми переменными в предложенных функциях выступали величины изменения коэффициентов отражения в трех спектральных зонах: ближней инфракрасной (NIR) и двух средних инфракрасных (SWIR 1 и SWIR 2).
С использованием предложенных функций на основе снимков Landsat TM-OLI подготовлены геоинформационные картограммы, характеризующие участки лесных экосистем с нарушенным древостоем, появившиеся в периоды 1985-2000 гг. и 2000-2018 гг. Исследование нарушенности провели для лесов в целом и для различных типов лесных насаждений: лиственных, хвойных и смешанных.
Установлено, что в период 1985-2000 гг. доля лесов с нарушенными верхними ярусами составляла 2,5% от общей площади покрытых лесом земель. В период 2000-2018 гг. этот показатель составлял 6,0 %. В начале XXI века в сравнении с концом XX века доля нарушенных лесов в широколиственных лесных массивах изменилась незначительно – с 1,9% до 2,6%. В хвойных лесах этот показатель вырос с 2,0% до 18,4%. Основными факторами нарушенности лиственных лесов выступали сплошные лесосечные рубки, хвойных лесов – болезни деревьев и пожары 2010 года. Наиболее крупные ареалы сплошной гибели лесных экосистем в период 2000-2018 гг. обусловлены ими.
В начале XXI века значительная доля нарушенных лесных участков оказалась сконцентрирована в лесах хвойного породного состава. При этом общая площадь хвойных лесов в лесостепной зоне значительно меньше площади широколиственных лесов.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-77-00049)