Структура фитомассы как индикатор состояния северных экосистем и ее отражение на снимках высокого разрешения.

Оценка состояния экосистем практически всегда опирается на особенности отклика растительного покрова на климатические изменения, и, тем более, на антропогенное воздействие. Растительность и параметры, ее характеризующие, выступают надежными индикаторами воздействия. Использование современных данных дистанционного зондирования различного пространственного разрешения позволяет диагностировать изменения структуры леса и его продукционных характеристик, в первую очередь производства ежегодной продукции и запасов фитомассы, что отражается в значениях вегетационных индексов, в частности NDVI и LAI. Цель исследования - разработка методики изучения продуктивности лесов в ответ на изменение климата, характер и степень антропогенного воздействия на основе использования мультиплатформенных космических снимков и снимков БПЛА (беспилотных летательных аппаратов) в совокупности с наземными исследованиями. Для решения этой проблемы в центральной части Кольского полуострова (Мурманская область) проводились полевые работы, включающие геоботанические описания территории для анализа видового состава растительности и ее морфометрические показатели - вертикальная и горизонтальная структура леса, измерение полноты древостоев и размах крон , опреледение запаса и структуры фитомассы. Наземные исследования выполнены с целью анализа состояния растительности, выявления фитоиндикаторов климатических трендов и техногенного воздействия и обоснования выбора учетных площадок для определения продукции и запасов фитомассы. Проанализированы результаты наземных исследований более 30 пробных площадей размером 20 м х20 м, в пределах которых на учетных площадках (размером 1х1м или 0,5х0,5 м в нескольких повторностях) определялись запасы фитомассы и продукции. В лабораторных условиях фитомассу разбирали по видам растений, отделяя живые части от отмерших, у вечнозеленых кустарничков – побеги текущего года от побегов прошлых лет, у листопадных – побеги текущего года от многолетних одревесневших стволиков. Затем на электронных весах точностью до 0,1г. определяли массу каждого вида и высушивали в вакуумном шкафу при температуре 105*С до абсолютно сухого веса. Для определения индекса листовой поверхности (LAI) на пробной площади были взяты образцы листьев разных видов растений фиксированной площади (10 см х10 см в 2-3х-кратной повторности). Эти расчеты позволили определить значения LAI через вес зеленой части растений. Полученные данные натурных измерений сравнивались с результатами определения NDVI и LAI по космическим снимкам различного разрешения и показали достаточно высокую корреляцию между расчетными и натурными величинами, подтверждая надежность предложенных методов для оценки состояния растительности под влиянием как природных, так и техногенных воздействий.
Работа частично выполнена при поддержке проектов РФФИ 18-05-60221 Арктика «
Методология оценки состояния и динамики наземных экосистем Арктики в условиях
антропогенного воздействия по данным ДЗЗ» (методическая часть работы) и № 17-05-
41173 РГО_а «Разработка многомерной пространственно-временной модели Арктического
региона сверхвысокого разрешения» (обработка материалов для БД).