natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-85Research ArticleГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯGEOGRAPHY. GEOECOLOGYДистанционная оценка экосистемных функций городской растительности (на примере г. Гомеля)Remote assessment of the ecosystem functions of urban vegetation (on the example of Gomel city)КравчукЛ. А.KravchukL. A.

Кравчук Людмила Александровна – кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Lyudmila A. Kravchuk – Ph. D. (Geography), Leader Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

kravchu-k@yandex.byЯновскийА. А.YanovskiyA. A.

Яновский Александр Александрович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Aleksander A. Yanovskiy – Ph. D. (Technical), Senior Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

yanouski@ya.ruБаженоваН. М.BazhenovaN. M.

Баженова Наталья Михайловна – научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Natalia M. Bazhenova – Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

nata.bazh@mail.ruЖивначС. Г.ZhivnachS. G.

Живнач Светлана Геннадьевна – кандидат географических наук, старший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Svetlana G. Zhivnach – Ph. D. (Geography), Senior Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

zhyunach@gmail.comБыковаН. К.BykovaN. K.

Быкова Наталья Константиновна – кандидат географических наук, научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Natalia K. Bykava – Ph. D. (Geograpfy), Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

bnk_@tut.byКнигаП. В.KnigaP. V.

Книга Павел Витальевич – аспирант, младший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Pavel V. Kniga – Graduate Student, Junior Researcher

10, F. Skoriny Str., 220076, Minsk

knigapv@mail.ruИнститут природопользования НАН БеларусиInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus202530102025013850Copyright © Кравчук Л.А., Яновский А.А., Баженова Н.М., Живнач С.Г., Быкова Н.К., Книга П.В., 20252025Кравчук Л.А., Яновский А.А., Баженова Н.М., Живнач С.Г., Быкова Н.К., Книга П.В.Kravchuk L.A., Yanovskiy A.A., Bazhenova N.M., Zhivnach S.G., Bykova N.K., Kniga P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/85

На примере крупного белорусского города Гомеля анализируются возможности использования данных спутникового дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для дифференцированной оценки структуры, состояния и эффективности функционирования озелененных территорий в городах. Предложен подход совмещенного использования данных ДЗЗ и дифференцированного геоинформационного проекта городских геотехнических систем (ГТС). Растительный покров выделов городской территории различного функционального назначения оценен по снимкам Sentinel-2 с расчетом нормализованного разностного индекса растительности (NDVI), индекса листовой поверхности (LAI), содержания в пологе хлорофилла (ССС) и степени озелененности (%). На основе подспутниковых исследований на тестовых полигонах структуры и состояния растительного покрова в основных типах городских экосистем Гомеля выполнена оценка связи индексов растительности с депонированием углерода городскими экосистемами. Данная оценка использована для создания дифференцированной картосхемы депонирования CO2 растительностью в различных ГТС Гомеля.Проведена дифференцированная оценка дневной температуры подстилающей поверхности (LST) ГТС Гомеля по снимкам Landsat и данным ГИС-проекта. В различных типах ГТС крупного города установлена значимая отрицательная связь между средними на момент съемки значениями LST и значениями LAI и степенью озелененности. Коэффициенты детерминации связей средних значений LST cо средними значениями LAI и степенью озелененности всех выделов ГТС в городе оцениваются 0,41 и 0,48 соответственно.

The possibilities of using satellite earth remote sensing (ERS) data for a differentiated assessment of the structure, condition and efficiency of green areas in cities are analyzed on the example of large Belarusian city Gomel. An approach is proposed for the combined use of ERS data and city GIS project differentiated by the types of urban geotechnical systems (GTS). The vegetation cover of the urban areas of various functional zones was assessed using Sentinel-2 images with the calculation of the normalized difference vegetation index (NDVI), leaf area index (LAI), canopy chlorophyll content (CCC) and the greening degree (%). An assessment of the relationship between vegetation indices and carbon deposition by urban ecosystems was made on the basis of the sub-satellite studies at test sites of the structure and state of vegetation in the main types of urban ecosystems of Gomel. The assessment was used to create a differentiated map of CO2 deposition by vegetation in various GTS of Gomel.A differentiated assessment of the daytime land surface temperature (LST) of Gomel GTS was carried out using Landsat images and GIS project data. The significant negative relationships have been found between the averaged for the time of survey LST values and the LAI and the greening degree values in various types of GTS of the large city. The coefficients of the determination of the relationships of the average LST values with the average LAI values and the greening degree of all GTS sections in the city were equal to 0.41 and 0.48, respectively.

растительный покров городадистанционное зондированиетемпература подстилающей поверхностинормализованный разностный индекс растительностииндекс листовой поверхностисодержание в пологе хлорофиллаurban vegetation coverremote sensingLSTNDVILAICCCGomelReferencesКренке, А. Н. Построение карты ландшафтного покрова на основе дистанционной информации / А. Н. Кренке, Ю. Г. Пузаченко // Экологическое планирование и управление. – 2008. – № 2 (7). – С. 10–25.Krenke A. N., Puzachenko Yu. G. Postroenie karty landshaftnogo pokrova na osnove distancionnoj informacii [Construction of map of landscape cover on the basis of the controlled from distance information]. Ekologicheskoe planirovanie i upravlenie = Ecological planning and management, 2008, no. 2 (7), pp. 10–25. (in Russian)Яновский, А. А. Автоматизированная дистанционная экспресс-оценка расположения зарослей Phragmites australis, перспективных для заготовки энерготехнологической фитомассы / А. А. Яновский, О. В. Созинов // Растительные ресурсы. – 2017. – Т. 53, № 4. – С. 555–580.Yanovskiy A. A., Sozinov O. V. Avtomatizirovannaya distancionnaya ekspress-ocenka raspolozheniya zaroslej Phragmites australis, perspektivnyh dlya zagotovki energotehnologicheskoj fitomassy [Automated remote express assessment of the location of Phragmites australis thickets, promising for harvesting energy-technological phytomass]. Rastitelnye resursy = Plant resources, 2017, vol. 53, no. 4, pp. 555–580. (in Russian)Наземные и дистанционные методы оценки состояния экосистем особо охраняемых природных территорий / Д. Г. Груммо [и др.] ; под общ. ред. Д. Г. Груммо, А. В. Судника ; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т эксперим. ботаники им. В. Ф. Купревича. – Минск : Беларус. навука, 2023. – 351 с.Grummo D. G., e.a. Nazemnye i distancionnye metody ocenki sostoyaniya ekosistem osobo ohranyaemyh prirodnyh territorij [Ground-based and remote sensing methods for assessing the state of ecosystems in specially protected natural areas]. Minsk, 2023, 351 p. (in Russian)Кравчук, Л. А. Средоформирующие функции зеленой инфраструктуры города Витебска / Л. А. Кравчук, Н. М. Баженова, А. Н. Гайшун // Природопользование. – 2021. – № 1. – С. 127–137.Kravchuk L. A., Bazhenova N. M., Haishun A. N. Sredoformiruyushchie funkcii zelenoj infrastruktury goroda Vitebska [Environment-forming function of green infrastructure of Vitebsk]. Prirodopol'zovanie = Nature Management, 2021, no. 1, pp. 127–137. (in Russian)Кравчук, Л. А. Дистанционная оценка влияния растительного покрова на температуру подстилающей поверхности основных геотехнических систем крупного города (на примере Минска) / Л. А. Кравчук, А. А. Яновский, Н. М. Баженова // Природопользование. – 2022. – № 1. – С. 71–82.Kravchuk L. A., Yanovskiy A. A., Bazhenova N. M. Distancionnaya ocenka vliyaniya rastitelnogo pokrova na temperaturu podstilayushej poverhnosti osnovnyh geotehnicheskih sistem krupnogo goroda (na primere Minska) [Remote evaluation of the influence of vegetation cover on the land surface temperature in main geotechnical systems of the large city (by the example of Minsk)]. Prirodopol'zovanie = Nature Management, 2022, no. 1, pp. 71–82. (in Russian)Кравчук, Л. А. Оценка влияния растительного покрова на температуру подстилающей поверхности в различных геотехнических системах г. Могилёва / Л. А. Кравчук, А. А. Яновский, Н. М. Баженова // Природопользование. – 2023. – № 2. – С. 13–23.Kravchuk L. A., Yanovskiy A. A., Bazhenova N. M. Ocenka vliyaniya rastitelnogo pokrova na temperaturu podstilayushej poverhnosti v razlichnyh geotehnicheskih sistemah g. Mogilyova [Evaluation of the influence of vegetation cover on the temperature of the underlying surface in various geotechnical systems of Mogilev]. Prirodopol'zovanie = Nature Management, 2023, no. 2, pp. 13–23. (in Russian)Схема озелененных территорий общего пользования Железнодорожного, Новобелицкого, Советского, Центрального районов города Гомель // Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. – Минск : УП «БЕЛНИИПГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА», 2020. – 54 с.Shema ozelenennyh territorij obshego polzovaniya Zheleznodorozhnogo, Novobelickogo, Sovetskogo, Centralnogo rajonov goroda Gomel [Scheme of green areas for public use in Zheleznodorozhny, Novobelitsky, Sovetsky, Tsentralny districts of the city of Gomel]. Minsk, 2020, 54 p. (in Russian)Tucker, C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation / C. J. Tucker // Remote Sens. Environ. – 1979. – Vol. 8, iss. 2. – P. 127–150. – DOI: 10.1016/0034-4257(79)90013-0.Tucker C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sens. Environ., 1979, vol. 8, iss. 2, pp. 127–150. DOI: 10.1016/0034-4257(79)90013-0.Sen2Cor 2.12. – 2024. – URL: http://step.esa.int/main/third-party-plugins-2/sen2cor/ (date of access: 09.10.2024).Sen2Cor 2.12. 2024. Available at: http://step.esa.int/main/third-party-plugins-2/sen2cor/ (accessed 9 October 2024).Richter, R. Atmospheric/Topographic Correction for Satellite Imagery: ATCOR-2/3 UserGuide / R. Richter, D. Schläpfer. – DLR IB 565-01/15. – 2016. – 263 p.Richter R., Schläpfer D. Atmospheric/Topographic Correction for Satellite Imagery: ATCOR-2/3 UserGuide. DLR IB 565-01/15, 2016, 263 p.Mayer, B. Technical note: The libRadtran software package for radiative transfer calculations – description and examples of use / B. Mayer, A. Kylling // Atmos. Chem. Phys. – 2005. – Vol. 5. – P. 1855–1877. – DOI: 10.5194/acp-5-1855-2005.Mayer B., Kylling А. Technical note: The libRadtran software package for radiative transfer calculations – description and examples of use. Atmos. Chem. Phys, 2005, vol. 5, pp. 1855–1877. DOI: 10.5194/acp-5-1855-2005.Pignatale, F. C. Sen2Cor 2.12.03 Configuration and User Manual [Electronic resource]. – 10.09.2024. – URL: https://step.esa.int/thirdparties/sen2cor/2.12.0/docs/OMPC.TPZG.SUM.002%20-%20i1r0%20-%20Sen2Cor%202.12.03%20Configuration%20and%20User%20Manual.pdf (date of access: 09.10.2024).Pignatale F. C. Sen2Cor 2.12.03 Configuration and User Manual Available at: https://step.esa.int/thirdparties/sen2cor/2.12.0/docs/OMPC.TPZG.SUM.002%20-%20i1r0%20-%20Sen2Cor%202.12.03%20Configuration%20and%20User%20Manual.pdf (accessed 9 October 2024).Brodu, N. Super-resolving multiresolution images with band-independent geometry of multispectral pixels / N. Brodu // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2017. – Vol. 55, iss 8. – P. 4610–4617. – DOI: 10.1109/TGRS.2017.2694881.Brodu N. Super-resolving multiresolution images with band-independent geometry of multispectral pixels. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2017, vol. 55, iss. 8, pp. 4610-4617. DOI: 10.1109/TGRS.2017.2694881.Sentinel-2 Toolbox. – 2024. – URL: http://step.esa.int/main/toolboxes/sentinel-2-toolbox (date of access: 09.09.2024).Sentinel-2 Toolbox. 2024. Available at: http://step.esa.int/main/toolboxes/sentinel-2-toolbox (accessed 9 September 2024).Weiss, M. S2ToolBox Level 2 Products: LAI, FAPAR, FCOVER (Ver. 1.1) / M. Weiss, F. Baret. – 2016. – 53 p.Weiss M., Baret F. S2ToolBox Level 2 Products: LAI, FAPAR, FCOVER (Ver. 1.1). 2016, 53 p.Охрана окружающей среды и природопользование. Требования экологической безопасности : ЭкоНИП 17.01.06-001-2017 : утв. и введ. в действие постановлением Мин-ва природных ресурсов и охраны окружающей среды Респ. Беларусь от 18.07.2017 № 5-Т. – URL: https://www.ecoinfo.by/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5-%D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%8B-%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B0 (дата обращения: 09.10.2024).EkoNIP 17.01.06-001-2017. Ohrana okruzhayushej sredy i prirodopolzovanie. Trebovaniya ekologicheskoj bezopasnosti [Environmental norms and rules 17.01.06-001-2017 Environmental protection and nature management. Environmental safety requirements]. Available at: https://www.ecoinfo.by/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5-%D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%8B-%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B0 (accessed 9 October 2024). (in Russian)Планировка и застройка населенных пунктов = Планіроўка і забудова населеных пунктаў : СН 3.01.03-2020 / Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. – Минск : Минстройархитектуры, 2023. – 59 с.SN 3.01.03-2020. Planirovka i zastrojka naselennyh punktov = Planіrouka і zabudova naselenyh punktau [Building regulations 3.01.03-2020 Planning and construction of settlements]. Ministry of Architecture and Construction of the Republic of Belarus. Minsk, Minstrojarhitektury Publ., 2023, 59 p. (in Russian)Уткин, А. И. Площадь поверхности лесных растений: сущность, параметры, использование / А. И. Уткин, Л. С. Ермолова, И. А. Уткина ; отв. ред.С. Э. Вомперский ; Рос. акад. наук, Ин-т лесоведения. – М. : Наука, 2008. – 292 с.Utkin A. I., Ermolova L. S, Utkina I. A. Ploshad poverhnosti lesnyh rastenij: sushnost, parametry, ispolzovanie [Surface area of forest plants: essence, parameters, use]. Minsk, 2008, 292 p. (in Russian)Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии (нормативно-справочные материалы). – М., 2008. – 886 с.Tablicy i modeli hoda rosta i produktivnosti nasazhdenij osnovnyh lesoobrazuyushih porod Severnoj Evrazii (normativno-spravochnye materialy) [Tables and models of the growth and productivity of plantations of the main forest-forming species of Northern Eurasia (normative and reference materials)]. Minsk, 2008, 886 p. (in Russian)Биогеоценотическое разнообразие Беларуси : информационно-моделирующая система / Г. И. Сачок, Д. В. Татьянок, В. В. Коляда [и др.]. – Минск, 1996. – 240 с.Sachok G. I., Tatyanok D. V., Kolyada V. V., Kamyshenko G. A., Kolkovsky V. M., Rybka V. I. Biogeocenoticheskoe raznoobrazie Belarusi: Informacionno-modeliruyushaya sistema [Biogeocenotic diversity of Belarus: Information and modeling system]. Minsk, 1996. 240 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.