Оценка скорости формирования древесной растительности на разных типах залежных земель юга Среднерусской возвышенности

Эдгар Аркадьевич Терехин

doi:10.52575/2712-7443-2025-49-3-450-461

Авторы

Эдгар Аркадьевич Терехин Белгородский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2025-49-3-450-461

Ключевые слова:

оставленные аграрные земли, древесная растительность, многолетние ряды, восстановительные сукцессии, NDVI

Аннотация

Анализ влияния процессов облесения постагрогенных земель на их спектрально-отражательные свойства выступает необходимым условием развития подходов мониторинга восстановительных сукцессий на основе спутниковых данных. Изложены результаты оценки многолетней динамики вегетационного индекса для залежных земель юга Среднерусской возвышенности, отличающихся по породному составу древесной растительности и формам ее участия. Установлено, что в начале третьего десятилетия XXI века средняя величина лесистости постагрогенных земель с хвойными породами в несколько раз выше, чем залежей с древесной растительностью, состоящей из лиственных пород. Особенностью постагрогенных земель с лиственными породами на территории региона является то, что для их большинства после более чем двадцатилетнего периода восстановительных сукцессий величина покрытия древесной растительностью не превышает 20 %. Различия в скорости роста вегетационного индекса, описываемые логарифмической кривой, отражают отличия между залежами с лиственными и хвойными породами. Вместе с тем тренды многолетних изменений вегетационного индекса характеризуют различия между залежами по наличию участков сплошной или разреженной древесной растительности. После периода восстановительной сукцессии, охватывающего около двух десятилетий, на залежах с лиственными породами статистически значимый тренд вегетационного индекса наблюдается при формировании участков сплошной древесной растительности и не выявляется в случае их отсутствия, при наличии отдельно стоящих деревьев. На постагрогенных землях с хвойными породами статистически значимый положительный тренд выявлен как при формировании участков сплошной, так и разреженной древесной растительности.

Благодарности: исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Государственного задания № FZWG-2023-0011.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

Эдгар Аркадьевич Терехин, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Доктор географических наук, старший научный сотрудник отдела геоинформатики Федерально-регионального центра аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов, доцент кафедры природопользования и земельного кадастра, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород, Россия
E-mail: terekhin@bsuedu.ru

Библиографические ссылки

Список литературы

Бурлуцкий В.А., Мазуров В.Н., Семешкина П.С., Косолапов В.М. 2021. Продукционный потенциал и освоение растительных сообществ залежных земель Мещовского ополья в Калужской области. Вестник российской сельскохозяйственной науки, 1: 45–52. https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/1/45-52

Голеусов П.В., Лисецкий Ф.Н. 2009. Воспроизводство почв в антропогенных ландшафтах лесостепи. Москва, ГЕОС, 210 с.

Данилов Д.А., Яковлев А.А., Крылов И.А. 2023. Формирование естественных растительных ассоциаций на постагрогенных землях. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 242: 60–82. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.242.60-82

Домнина Е.А., Адамович Т.А., Тимонов А.С., Ашихмина Т.Я. 2022. Мониторинг зарастания заброшенных земель сельскохозяйственного назначения по спутниковым снимкам высокого разрешения. Теоретическая и прикладная экология, 3: 82–89. https://doi.org/10.25750/1995- 4301-2022-3-082-089

Иванов А.И., Иванова Ж.А., Соколов И.В. 2020. Вторичное освоение неиспользуемых угодий. Российская сельскохозяйственная наука, 2: 48–52. https://doi.org/10.31857/S2500-2627-2020-2-48-52

Карпин В.А., Петров Н.В., Туюнен А.В. 2017. Восстановление лесных фитоценозов после различных видов сельскохозяйственного использования земель в условиях среднетаежной подзоны. Сибирский лесной журнал, 6: 120–129. https://doi.org/10.15372/SJFS20170610

Левыкин С.В., Чибилёв А.А., Кочуров Б.И., Казачков Г.В. 2020. К стратегии сохранения и восстановления степей и управления природопользованием на постцелинном пространстве. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 4: 626–636. https://doi.org/10.31857/S2587556620040093

Лежнин С.А. 2016. Создание и актуализация базы данных по зарастающим сельскохозяйственным землям республики Марий Эл. Труды Поволжского государственного технологического университета. Серия: технологическая, 4: 16–21.

Медведев А.А., Тельнова Н.О., Кудиков А.В. 2019. Дистанционный высокодетальный мониторинг динамики зарастания заброшенных сельскохозяйственных земель лесной растительностью. Вопросы лесной науки, 2(3): 1–12. https://doi.org/10.31509/2658-607X-2019-2-3-1-12

Москаленко С.В., Бобровский М.В. 2012. Расселение лесных видов растений из старовозрастных дубрав на брошенные пашни в заповеднике «Калужские засеки». Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 14(1–5): 1332–1335.

Нечаева Т.В. 2023. Залежные земли России: распространение, агроэкологическое состояние и перспективы использования (обзор). Почвы и окружающая среда, 6(2): e215. https://doi.org/10.31251/pos.v6i2.215

Пономарёва Т.В., Пономарёв Е.И., Шишикин А.С., Швецов Е.Г. 2018. Мониторинг трансформации старопахотных почв лесостепной зоны при лесовосстановлении. География и природные ресурсы, 2: 154–161. https://doi.org/10.21782/GiPR0206-1619-2018-2(154-161)

Русанов А.М. 2012. Естественное восстановление агроландшафтов степной и лесостепной зон Оренбургской области. Степной бюллетень, 36: 8–12.

Сорокина О.А. 2024. Трансформация плодородия почв залежей лесостепной зоны при различном направлении их использования. Вестник КрасГАУ, 5: 93–100. https://doi.org/10.36718/1819- 4036-2024-5-93-100

Терехин Э.А. 2021. Индикация многолетних изменений в растительном покрове залежных земель лесостепи на основе рядов вегетационного индекса NDVI. Компьютерная оптика, 45(2): 245–252. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-797

Терехин Э.А. 2022. Оценка процессов лесовозобновления на залежах европейской территории России с использованием многолетних изменений спектрально-отражательных характеристик. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 19(3): 233–244. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2022-19-3-233-244

Черкасов Г.Н., Сосов Н.А. 2017. Приемы создания высокоурожайных сенокосов на залежных землях склонов в Центральном Черноземье. Достижения науки и техники АПК, 31(5): 13–15. Широких П.С., Федоров Н.И., Туктамышев И.Р., Бикбаев И.Г., Мартыненко В.Г. 2023. Закономерности лесовосстановительных сукцессий на заброшенных сельскохозяйственных землях Башкирского Предуралья. Экология, 3: 179–187. https://doi.org/10.31857/S036705972303006X

Anees S.A., Mehmood K., Rehman A., Rehman N.U., Muhammad S., Shahzad F., Hussain K., Luo M., Alarfaj A.A., Alharbi S.A., Khan W.R. 2024. Unveiling Fractional Vegetation Cover Dynamics: a Spatiotemporal Analysis Using MODIS NDVI and machine learning. Environmental and Sustainability Indicators, 24: 100485. https://doi.org/10.1016/j.indic.2024.100485

Fradette O., Marty C., Faubert P., Dessureault P.-L., Paré M., Bouchard S., Villeneuve C. 2021. Additional Carbon Sequestration Potential of Abandoned Agricultural Land Afforestation in the Boreal Zone: A Modelling Approach. Forest Ecology and Management, 499: 119565. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119565

Heck E., de Beurs K.M., Owsley B.C., Henebry G.M. 2019. Evaluation of the MODIS Collections 5 and 6 for Change Analysis of Vegetation and Land Surface Temperature Dynamics in North and South America. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 156: 121–134. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2019.07.011

Justice C.O., Townshend J.R.G., Vermote E.F., Masuoka E., Wolfe R.E., Saleous N., Roy D.P., Morisette

J.T. 2002. An Overview of MODIS Land Data Processing and Product Status. Remote Sensing of Environment, 83(1–2): 3–15. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00084-6

Testa S., Soudani K., Boschetti L., Borgogno Mondino E. 2018. MODIS-derived EVI, NDVI and WDRVI Time Series to Estimate Phenological Metrics in French Deciduous Forests. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 64: 132–144. https://doi.org/10.1016/j.jag.2017.08.006

Zhu X., Xiao G., Zhang D., Guo L. 2021. Mapping Abandoned Farmland in China Using Time Series MODIS NDVI. Science of The Total Environment, 755: 142651. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142651

References

Burluckij V.A., Mazurov V.N., Semeshkina P.S., Kosolapov, V.M. 2021. Production Capabilities and Expoliation of Fallow Lands Plant Communities of Meshchovsky Opolye in the Kaluga Region. Vestnik of the Russian agricultural sciences, 1: 45–52 (in Russian). https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/1/45-52

Goleusov P.V., Lisetskii F.N. 2009. Reproduction of Soils in Anthropogenous Landscapes of Forest- Steppe Zone. Moscow, Pabl. GEOS, 210 p. (in Russian).

Danilov D.A., Yakovlev A.A., Krylov I.A. 2023. Formation of Natural Plant Associations on Post- agrogenic Lands. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii, 242: 60–82 (in Russian). https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.242.60-82

Domnina E.A., Adamovich T.A., Timonov A.S., Ashihmina T.Ja. 2022. Monitoring of Overgrowing of Abandoned Agricultural Lands Using High-Resolution Satellite Images. Theoretical and Applied Ecology, 3: 82–89 (in Russian). https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-3-082-089

Ivanov A.I., Ivanova Zh.A., Sokolov I.V. 2020. Secondary Development of Unused Land. Russian Agricultural Sciences, 46(3): 274–278. DOI: 10.3103/S1068367420030076

Karpin V.A., Petrov N.V., Tuyunen A.V. 2017. Regeneration of Forest Phytocoenoses after Various Agricultural Land Use Practices in the Conditions of Middle Taiga Subzone. Siberian Journal of Forest Science, 6: 120–129 (in Russian). https://doi.org/10.15372/SJFS20170610

Levykin S.V., Chibilev A.A., Kochurov B.I., Kazachkov G.V. 2020. To the Strategy of Steppes' Conservation and Restoration and Natural Resource Use in the Area of Post-Virgin Lands. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya, 4: 626–636 (in Russian). https://doi.org/10.31857/S2587556620040093

Lezhnin S.A. 2016. Creating and Updating a Database of Reforestation on Abandoned Agricultural Lands of the Republic of Mari El. Trudy Povolzhskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta. Serija: tehnologicheskaja, 4: 16–21 (in Russian).

Medvedev A.A., Telnova N.O., Kudikov A.V. 2019. Highly Detailed Remote Sensing Monitoring of Tree Overgrowth on Abandoned Agricultural Lands. Forest Science Issues, 2(3): 1–12 (in Russian). https://doi.org/10.31509/2658-607X-2019-2-3-1-12

Moskalenko S.V., Bobrovsky M.V. 2012. Forest Herb Colonization in Abandoned Arable Land from the Old-Growth Oak-Dominated Forest (in the Reserve "Kaluzhskie Zaseki"). Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 14(1–5): 1332–1335 (in Russian).

Nechaeva T.V. 2023. Abandoned Lands in Russia: Distribution, Agroecological Status and Perspective Use (a Review). The Journal of Soils and Environment, 6(2): e215 (in Russian). https://doi.org/10.31251/pos.v6i2.215

Ponomareva T.V., Ponomarev E.I., Shishikin A.S., Shvetsov E.G. 2018. Monitoring of Transformation of Postagrogenic Soils in Forest-Steppe Zone During the Process of Reforestation. Geography and Natural Resources, 2: 154–161 (in Russian). https://doi.org/10.21782/GiPR0206-1619-2018-2(154-161)

Rusanov A.M. 2012. Natural Recovery of Agricultural Landscapes in Steppe and Forest-Steppe Zones of Orenburg Province. Stepnoj bjulleten', 36: 8–12 (in Russian).

Sorokina O.A. 2024. Transformation of Fallow Lands Soils Fertility in the Forest-Steppe Zone with Their Use Different Directions. Bulliten KrasGAU, 5: 93–100 (in Russian). https://doi.org/10.36718/1819-4036-2024-5-93-100

Terekhin E.A. 2021. Indication of Long-Term Changes in the Vegetation of Abandoned Agricultural Lands for the Forest-steppe Zone Using NDVI Time Series. Computer Optics, 45(2): 245–252 (in Russian). https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-797

Terekhin E.A. 2022. Estimation of Reforestation on Abandoned Agricultural Lands in European Russia Using Long-Term Changes in Spectral Response. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa, 19(3): 233–244 (in Russian). https://doi.org/10.21046/2070- 7401-2022-19-3-233-244

Cherkasov G.N., Sosov N.A. 2017. Methods of Creating High-Yield Hayfields on Idle Sloping Lands in the Central Chernozem Area. Achievements of Science and Technology of AIC, 31(5): 13–15 (in Russian).

Shirokikh P.S., Fedorov N.I., Tuktamyshev I.R., Bikbaev I.G., Martynenko V.B. 2023. Patterns of Reforestation Successions on Abandoned Agricultural Lands of the Bashkir Cis-Urals. Èkologiâ, 3: 179–187 (in Russian). https://doi.org/10.31857/S036705972303006X