Оценка проявления засух на почвах сельскохозяйственных земель Белорусского Поозерья с использованием температурно-влажностных и вегетационных индексов по данным дистанционного зондирования Земли

Лысенко С. А.; Буяков И. В.; Мельник В. И.

Оценка проявления засух на почвах сельскохозяйственных земель Белорусского Поозерья с использованием температурно-влажностных и вегетационных индексов по данным дистанционного зондирования Земли

Лысенко С. А., Буяков И. В., Мельник В. И.

2025

В статье исследуются возможности определения влажности почвы на территории Белорусского Поозерья на основе микроволнового и мультиспектрального оптического зондирования Земли. Предлагается способ определения влажности почвы, основанный на дополнении результатов микроволнового зондирования Земли оценками суточных вариаций температуры подстилающей поверхности, измеряемой спутниковыми радиометрами в окне прозрачности атмосферы 10–12 мкм, и получении калибровочного уравнения на основе реанализа ERA5-Land. Предложенный способ реализован для Белорусского Поозерья на базе платформы облачных вычислений Google Earth Engine. Показано, что сопоставление текущих оценок влажности почвы, вегетационного индекса и температуры подстилающей поверхности с их минимальными и максимальными значениями для заданного времени года позволяет оценивать интенсивность засухи, ее пространственное распределение и влияние на состояние посевов. Проанализированы многолетние изменения индекса здоровья растений (VHI), рассчитываемого по нормированным значениям вегетационного индекса NDVI и температуры подстилающей поверхности, для различных месяцев вегетационного периода. Показано, что более раннее наступление вегетационного периода улучшает состояние сельскохозяйственных растений в мае, однако в последующие месяцы условия вегетации ухудшаются. В июне на всей территории Витебской области, а в июле и августе в восточной части области возрастают риски температурного и водного стресса у растений, связанные с более частым образованием мощных блокирующих антициклонов. Выявленные в работе геопространственные особенности влияния изменений климата на состояние сельскохозяйственных растений необходимо учитывать для более эффективного использования нового агроклиматического потенциала Белорусского Поозерья.

Лысенко С. А., Буяков И. В., Мельник В. И. Оценка проявления засух на почвах сельскохозяйственных земель Белорусского Поозерья с использованием температурно-влажностных и вегетационных индексов по данным дистанционного зондирования Земли. Природопользование. 2025;(2):19-35.

Цитирование

Список литературы

1. Признаки аридизации климата и их экосистемные проявления на территории Беларуси / В. Ф. Логинов, С. А. Лысенко, В. С. Хомич [и др.] // Известия РАН. Серия географическая. – 2021. – Т. 85, № 4. – С. 515–527.

2. Лысенко, С. А. Влияние изменений климата на биопродуктивность наземных экосистем в Белорусско-Украинском Полесье / С. А. Лысенко, В. Ф. Логинов, П. О. Зайко // Метеорология и гидрология. – 2022. – Т. 47, № 1. – С. 59–71.

3. Лысенко, С. А. Численное моделирование микроклимата повторно заболачиваемых земель Белорусского Полесья / С. А. Лысенко // Доклады НАН Беларуси. – 2024. – Т. 68, № 3. – С. 238–246.

4. Лысенко, С. А. Оценки современных изменений биоклиматических параметров почвенно-растительного покрова Гомельской области / С. А. Лысенко, М. А. Хитриков // Природные ресурсы. – 2024. – № 2. – С. 17–29.

5. Логинов, В. Ф. Изменение климата Беларуси: причины, последствия, возможности регулирования / В. Ф. Логинов, С. А. Лысенко, В. И. Мельник. – Изд. 2-е. – Минск : Энциклопедикс, 2020. – 264 с.

6. Lysenko, S. A. Scenario forecasts of the climate change in Belarus based on regionally adapted ensembles of CMIP6 climate models / S. A. Lysenko // Russian Meteorology and Hydrology. – 2025. – Vol. 50. – P. 584–595.

7. Hanes, J. M. Biophysical applications of satellite remote sensing / J. M. Hanes, X. Zhang, W. Ni-Meister. – Berlin, Heidelberg : Springer, 2014. – 230 p.

8. Tang, H. Quantitative remote sensing in thermal infrared / H. Tang, Z. Li. – Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2014. – 281 p.

9. Contribution of Land Surface Temperature (TCI) to Vegetation Health Index: A comparative study using clear sky and all-weather climate data records / V. Bento, I. F. Trigo, C. Gouveia, C. C. Dacamara // Remote Sensing. – 2018. – Vol. 10, № 9. – P. 13–24.

10. Holzman, M. E. Subsurface soil moisture estimation by VI-LST method / M. E. Holzman, R. Rivas, M. Bayala // IEEE Geoscience and remote sensing letters. – 2014. – Vol. 11, № 11. – P. 1951–1955.

11. Use of NDVI and land surface temperature for drought assessment: Merits and limitations / A. Karnieli, N. Agam, R. Pinker [et al.] // Journal of Climate. – 2010. – Vol. 23, № 3. – P. 618–633.

12. Soil moisture estimation with microwave remote sensing: a systematic review and meta-analysis / N. Xu, A. Daccache, A. Ahmadi [et al.] // International Journal of Digital Earth. – 2025. – Vol. 18, № 1. – P. 1–27.

13. Soil moisture retrieval techniques using satellite remote sensing / A. K. Kasaragod, R. Setia, D. K. Pandey [et al.] // Geospatial Technologies for Crops and Soils / T. Mitran, R. S. Meena, A. Chakraborty (eds). – Singapore : Springer, 2020. – P. 357–385.

14. An inclusive approach to crop soil moisture estimation: Leveraging satellite thermal infrared bands and vegetation indices on Google Earth engine / F. Imtiaz, A. A. Farooque, G. S. Randhawa [et al.] // Agricultural Water Management. – 2024. – Vol. 306, № 6.

15. Li, S. Regional soil moisture estimation leveraging multi-source data fusion and automated machine learning / S. Li, P. Zhu, N. Song, C. Li, J. Wang // Remote Sensing. – 2025. – Vol. 17. – P. 837.

16. Soil moisture estimates at 1 km resolution making a synergistic use of sentinel data / R. Madelon, N. J. Rodriguez-Fernandez, H. H. Bazzi [et al.] // Hydrology and Earth System Sciences. – 2023. – Vol. 27, № 6. – P. 1221–1242.

17. Клещенко, А. Д. Оценка возможности использования спутниковой информации для мониторинга засух на территории южных регионов России / А. Д. Клещенко, О. В. Савицкая // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. – 2024. – № 3 (393). – С. 142–157.

18. Kogan, F. N. Remote sensing of weather impacts on vegetation in non-homogeneous areas / F. N. Kogan // International Journal of Remote Sensing. – 1990. – Vol. 11, № 8. – P. 1405–1419.

19. Kogan, F. N. Application of vegetation index and brightness temperature for drought detection / F.N. Kogan // Advances in Space Research. – 1995. – Vol. 15, № 11. – P. 91–100.

20. Kogan, F. N. World droughts in the new millennium from AVHRR-based vegetation health indices / F.N. Kogan // EOS Transactions of the American Geophysical Union. – 2002. – Vol. 83, № 48. – P. 557–563.

21. An improved global vegetation health index dataset in detecting vegetation drought / J. Zeng, T. Zhou, Y. Qu [et al.] // Scientific Data. – 2023. – Vol. 10, iss. 1. – P. 338.

22. Jackson, T. J. Vegetation effects on the microwave emission from soils / T. J. Jackson, T. J. Schmugge // Remote Sensing of Environment. – 1991. – Vol. 36. – P. 203–212.

23. SMAP handbook – soil moisture active passive: Mapping soil moisture and freeze/thaw from space / D. Entekhabi, S. Yueh, P. OʹNeill [et al.] ; SMAP Project, Jet Propulsion Laboratory. – Pasadena, CA, 2014. – 211 p.

Источник

Информация

Автор

Лысенко С. А. Институт природопользования НАН Беларуси
Буяков И. В. Институт природопользования НАН Беларуси
Мельник В. И. Институт природопользования НАН Беларуси

Страницы

19-35

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Природопользование

Похожие публикации

Источник

Информация