Использование индекса листовой поверхности для оценки
фенологических характеристик лесов России

Оценка фенологических параметров растительного покрова Земли определяется выбором базовой переменной, характеризующей сезонную изменчивость зеленого покрова. В качестве таких переменных, как правило, используются вегетационные индексы, которые несут сигнал не только от растительности, но также и от почвы в случае разреженного покрова, они имеют свойство насыщаться в случае плотного покрова, а также зависят от спектральных характеристик каналов, калибровки, геометрии солнца и сенсора, и таким образом вносят погрешность в оценку фенологических параметров. В данной работе мы сравнили возможности индекса листовой поверхности (LAI), и других биофизических параметров- коэффициента поглощения солнечного излучения в диапазоне волн фотосинтеза (FPAR), и радиометрических параметров (вегетационных индексов NDVI и двух-канального EVI2) для рассчета фенологических параметров. Данное исследование было выполнено на основе MODIS продуктов на пространственном разрешении 230-м по полному пространственному охвату распространения лесов России. Будучи свободным от мешающих факторов свойственных радиометрическим параметрам, LAI наиболее полно использует доступный динамический диапазон в ходе сезонных изменений, показывает лучшую чувствительность к плотности зеленого покрова и ее зависимости от пород деревьев. Расчёт фенологических параметров на основе LAI приводит к более консервативным оценкам продолжительности вегетационного сезона, включая более позднее наступление весны (9.2 дней) и раннее наступление осени (8.9 дней), по сравнению с оценками на основе индекса EVI2 в рамках продукта NASA MODIS MCD12Q2 (https://modis-land.gsfc.nasa.gov /pdf/MCD12Q2 Collection6_UserGuide.pdf) . В ходе данной работы мы задокументировали средние значения фенологических параметров для 12 пород лесов для дальнейшего использования в различных моделях климата, углеродного баланса и пр. Мы также численно продемонстрировали наличие широтной зависимости фенологических параметров лесов России.

Работа выполнена в рамках проекта “Разработка системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов на территории Российской Федерации, обеспечение создания системы учета данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах” (регистрационный номер 123030300031-6 ). Обработка данных ДЗЗ проводилась с использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019), развиваемого и поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 01.20.0.2.00164).