Доклад учёных ЮГУ заслушали на XXI Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», которая прошла в Институте космических исследований Российской академии наук.
Исследование о связи запасов фитомассы травяно-кустарничкового яруса олиготрофного болота с данными мультиспектральной и лидарной БПЛА съёмки представил заведующий лабораторией геоинформатики экосистем ЮГУ Данил Ильясов.
Исследователи ЮГУ решили найти способ, благодаря которому фитомассу болота можно определить удалённо при помощи БПЛА, и определить, насколько этот результат будет точным.
«Растительный покров болот является важным компонентом биогеохимического цикла углерода: с одной стороны, растения формируют значительный запас углерода, а с другой – являются ключевым компонентом ассимиляции диоксида углерода атмосферы. Травяно-кустарничковый ярус олиготрофных болот характеризуется существенной изменчивостью характеристик в пространстве и во времени», - отмечает Данил Викторович.
Наряду с наличием или отсутствием древесной растительности, добавляет учёный, такие свойства, как видовой состав, проективное покрытие, морфологические особенности растительного покрова травяно-кустарничкового яруса в значительной степени определяет облик олиготрофных болот, их типологию, функционирование и свойства.
Наземные полевые ботанические исследования, включающие оценку запасов фитомассы, с учетом их высокой трудоемкости и малого пространственного охвата, требуют поиска комплексных подходов, обеспечивающих их пространственную масштабируемость. «Одним из таких подходов является анализ и формализация морфологических свойств травяно-кустарничкового яруса, полученных в ходе полевых исследований, и поиск связи с данными дистанционного зондирования. В рамках текущей работы была осуществлена попытка поиска связи проективного покрытия и высоты растений с данными мультиспектральной и лидарной съемки субсантиметрового разрешения», - рассказал Данил Ильясов.
Исследование началось летом 2022 года. На первом этапе проведены полевые работы по отбору проб фитомассы в шести типичных для средней тайги Западной Сибири болотных фациях (рям, рослый рям, пушицевые мочажины, шейхцериевые мочажины, открытое болото с редкой сосной и гряды в грядово-мочажинном комплексе олиготрофного болотного массива «Мухрино»).
«На втором этапе был рассчитан аналог надземной фитомассы растений: суммарная (по видам) высота растений умножалась на площадь их проективного покрытия, получился «объем» растений. Расчет «объема» растений был необходим как промежуточный этап в получении менее трудоемкого в оценке аналога величины надземной фитомассы», - сообщил исследователь.
На третьем этапе – в августе этого года – осуществлен поиск связи фитомассы растений с данными лидарной и мультиспектральной съемки. «Мы предполагали, что высота растений будет связана с одним из параметров ЦММ (цифровой модели местности), построенной на основе лидарной съемки. Для этого была осуществлена съемка при помощи БПЛА Matrice 300 и лидара Zenmuse L1 на тех участках болотного массива, где производился отбор фитомассы растений», - прокомментировал Данил Ильясов.
В итоге учёные пришли к заключению, что проективное покрытие (характеристика, которую получает специалист непосредственно в поле) и среднее значение высоты растений, полученное с дрона, совместно обеспечивают 80% точности определения фитомассы, а мультиспектральная и лидарная съёмка - 60%.
Полученные результаты позволят в дальнейшем рассчитать запасы фитомассы травяно-кустарничкового яруса болотного полигона «Мухрино» на основе комплексного подхода, что станет составной частью модели оценки углеродного баланса в будущем. «Безусловно, дополнительные полевые и дистанционные данные позволят уточнить полученные оценки, а также учесть не только пространственную, но и временную изменчивость запасов и потоков углерода», - отмечают исследователи.
Добавим, что работа выполнена учёными ЮГУ Данилом Ильясовым, Александром Кавериным, Анастасией Ниязовой и Александром Усиком. Исследование выполнено по государственному заданию Минобрнауки России по организации молодежной лаборатории в ЮГУ в рамках реализации нацпроекта «Наука и университеты».
