Original title:
Ohodnocení ekosystémových funkcí lesních porostů pomocí metod dálkového průzkumu Země
Translated title:
Assessment of Forest Ecosystem Functions Using Remote Sensing
Authors:
Homolová, Lucie ; Kusbach, Antonín ; Fischer, Milan ; Krejza, Jan ; Novotný, Jan ; Ghisi, Tomáš ; Světlík, J. ; Bednář, P. ; Trnka, Miroslav ; Horáček, Petr Document type: Methods
Year:
2024
Language:
cze Abstract:
[cze][eng] Účelem této metodiky je vyhodnocení ekosystémových funkcí lesních porostů prostřednictvím dálkového průzkumu Země, zejména jeho produkční a regulační funkce. K tomuto účelu byly zvoleny dva komplexní indikátory, čistá primární produkce a aktuální evapotranspirace. Tyto indikátory umožnují lépe objasnit problematiku produktivity v souvislosti s vodní bilancí lesů ČR. Součástí metodiky je případová studie trendové analýzy časových řad čisté primární produkce a aktuální evapotranspirace z dat dálkového průzkumu Země. \nVýsledky případové studie vychází z globálních a otevřených produktů satelitních dat MODIS, které poskytují uživatelům (např. lesníkům, vlastníkům lesa a orgánům státní správy lesů) nástroj pro pochopení dlouhodobé reakce lesů na změny vyvolané klimatickou změnou. Výsledky ukazují oblasti, kde dlouhodobé trendy (od r. 2001) produktivity a evapotranspirace klesají, stagnují, či vzrůstají. Analýzy lze zaměřit i na jednotlivé druhy lesních dřevin, jak demonstrujeme u smrku ztepilého, jehož produktivita výrazně klesá v nižších nadmořských výškách. Tyto nové poznatky, podložené reálnými daty, by měly sloužit k implementaci koncepčních rozhodnutí. Je třeba zdůraznit, že výsledky případové studie nejsou definitivní a jejich interpretace by měla zohlednit eventuální omezeni v časovém a prostorovém rozlišeni. Pro konkrétní lokální studie a přímou implementaci do praxe je doporučená další validace na regionální úrovni. \nCharakter zvolených satelitních dat MODIS v prostorovém rozlišení 500 m je vhodný především pro analýzy na národní úrovni, a proto nemusí plně zohledňovat heterogenitu lesních ekosystémů a členitost krajiny, typickou pro české podmínky. Pro efektivní a přesné vyhodnocení dat pro účely lesního managementu bude klíčový vývoj vlastních, národních produktů s vyšším prostorovým rozlišením, který bude reflektovat rozmanitost a specifika podmínek v ČR. Příkladem je využití dat v rámci Copernicus Land Monitoring služeb pan-European High Resolution Vegetation Phenology and Productivity a integrace těchto dat s daty pozemního šetření za účelem zvýšení přesnosti a spolehlivosti při geoprostorových analýzách.\nPro podrobné lokální zhodnocení aktuální produkce lesních porostů byl rovněž zakomponovány metody založené na leteckém laserovém skenování. Tyto metody na rozdíl od dlouhodobých trendů produktivity odvozených z časových řad satelitních dat umožnují získat velmi podrobnou informaci o aktuální nadzemní biomase, potažmo zásobách dříví v prostorovém rozlišení jednotek až desítek metrů na úrovni jednotlivých porostů. Bohužel, Česká republika je jedna z mála zemí EU, kde nejsou dostupná aktuální data leteckého laserového skenování, což v tuto chvíli znemožňuje uplatnění postupu pro celorepublikové mapování.\nThe main objective of this methodology is to evaluate the ecosystem functions of forest ecosytems through remote sensing, specificaly its production and regulation functions. For this purpose, indicators such as net primary production (NPP) and evapotranspiration are used. These indicators elucidate the patterns of forest productivity in relation to the water balance in the Czech Republic. Results of this methodology are demonstrated in a case study – a trend analysis of time series obtained from satellite remote sensing data.\n\nThe presented results are based on global and open MODIS satellite data products, which provide users (e.g. forest managers, owners and state forest administration authorities) a tool to better understand the long-term response of forests to changing environmental conditions induced by climate change. The results show areas where long-term trends (since 2001) in productivity and evapotranspiration are declining, stagnating or increasing. Analyses can also be focused on individual forest tree species, as demonstrated for Norway spruce, whose productivity declines significantly at lower elevations. These data-driven findings should be used to support decision making in the forestry sector. Limitations stemming from temporal and spatial resolutions of used data should be considered when interpreting the results of the case study.\n\nThe selected MODIS satellite data at a spatial resolution of 500 m is suitable mainly for national level analyses, and therefore may not fully assess the spatial heterogeneity of forests and landscape features typical for Czech conditions. The development of custom, national products with higher spatial resolution that reflect the diversity of the local landscape will be crucial for effective and accurate data evaluation for forest management purposes.\n\nAirborne laser scanning methods were incorporated for a detailed local assessment of current forest production. In contrast to long-term productivity trends derived from satellite data time series, these methods provide very detailed information on current above-ground biomass or timber stocks at the spatial resolution of tens of meters at the level of individual stands. Unfortunately, the Czech Republic is one of the few EU countries where up-to-date airborne laser scanning data are not available, which makes it impossible to apply the method for nationwide mapping.
Keywords:
aboveground biomass; evapotranspiration; forest; laser scanning; modis; net primary productivity; production function; regulation function; remote sensing Project no.: TO01000345 Funding provider: GA TA ČR
Institution: Global Change Research Institute AS ČR
(web)
Document availability information: Fulltext is available at the institute of the Academy of Sciences. Original record: https://hdl.handle.net/11104/0361800
guest ::
