vfuzemlВестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Vestnik of North-Eastern Federal University. Серия «Науки о Земле». Earth SciencesVestnik of North-Eastern Federal University Series "Earth Sciences"2587-8751Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова10.25587/2587-8751-2025-1-55-67vfuzeml-318Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ, ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВPHYSICAL GEOGRAPHY AND BIOGEOGRAPHY, SOIL GEOGRAPHY, AND LANDSCAPE GEOCHEMISTRYОпределение запаса древостоя с использованием спутниковых данных ALOS Palsar на примере Геопарка «Торатау»Determination of the stand stock using ALOS Palsar satellite data: the case of Toratau Geoparkhttps://orcid.org/0000-0003-0566-2639БогданЕ. А.BogdanE. A.

Екатерина Александровна Богдан, к. э. н., в. н. с., доц.

Уфа

ResearcherID: ACM-8732-2022, Scopus Author ID: 57807449000

Ekaterina A. Bogdan, Cand. Sci. (Economics), Leading Researcher, Associate Professor

Ufa

ResearcherID: ACM-8732-2022, Scopus Author ID: 57807449000

eavolkova@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3098-7881БеланЛ. Н.BelanL. N.

Лариса Николаевна Белан, д. г.-м. н., дир. Центра, проф.

Центр технологий декарбонизации

Уфа

ResearcherID: AAD-2968-2022, Scopus Author ID: 56671294600

Larisa N. Belan, Dr. Sci. (Geological and Mineralogy), Director at the Center, Professor 

Center for Decarbonization Technologies

Ufa

ResearcherID: AAD-2968-2022, Scopus Author ID: 56671294600

belan77767@mail.ruБахтияроваР. С.BakhtiyarovaR. S.

Роза Сагитовна Бахтиярова, к. т. н., доц.

Уфа

Scopus ID: 59487296300

Rosa S. Bakhtiyarova, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor

Ufa

Scopus ID: 59487296300

rozaiskhakova@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0001-9867-0760ВитценкоА. Ю.VitsenkoA. Y.

Анастасия Юрьевна Витценко, асс.

Уфа

ResearcherID: CAF-0307-2022, Scopus ID: 59487259600

Anastasia Y. Vitsenko, Assistant Lecturer

Ufa

ResearcherID: CAF-0307-2022, Scopus ID: 59487259600

nastya-vitcenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4731-1394ТуктароваИ. О.TuktarovaI. О.

Ирэн Ольвертовна Туктарова, к. т. н., зав. каф.

Уфа

ResearcherID: H-6747-2017, Scopus Author ID: 6701446968

Iren О. Tuktarova, Cand. Sci. (Engineering, Head of the Department

Ufa

ResearcherID: H-6747-2017, Scopus Author ID: 6701446968

umrko@mail.ruГумеровР. Р.GumerovR. R.

Ринат Русланович Гумеров, инженер

Уфа

Rinat R. Gumerov, engineer

Ufa

lestrigonna@yandex.ruУфимский государственный нефтяной технический университет; Уфимский университет науки и технологииРоссияUfa State Petroleum Technological UniversityRussian FederationУфимский государственный нефтяной технический университетРоссияUfa State Petroleum Technological UniversityRussian Federation202510062025025567Copyright © Богдан Е.А., Белан Л.Н., Бахтиярова Р.С., Витценко А.Ю., Туктарова И.О., Гумеров Р.Р., 20252025Богдан Е.А., Белан Л.Н., Бахтиярова Р.С., Витценко А.Ю., Туктарова И.О., Гумеров Р.Р.Bogdan E.A., Belan L.N., Bakhtiyarova R.S., Vitsenko A.Y., Tuktarova I.О., Gumerov R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/318

   В последнее время имеют широкое распространение дистанционные методы анализа динамики и состояния древостоя. Для соответствия критериям глобального геопарка ЮНЕСКО геопарку Торатау важно проводить исследования в части глобального изменения климата и устойчивого управления природными ресурсами. Используя векторные данные лесоустройства 2017 года и данные статистики растра AlOS Palsar, проведен регрессионно-корреляционный анализ. Статистика растров получена с помощью модуля SAGA GIS (программа QGIS) инструмент – статистика растров в полигоны (среднее значение). Также на основании полученного регрессионного уравнения построены изображения, отражающие запас древостоя геопарка Торатау на 2017и 2023 год. Проведенный регрессионный анализ показал наличие значимой связи между значениями пикселей AlOS Palsar и запасами древостоя – коэффициент корреляции Пирсона r = 0,62, коэффициент детерминации R2 = 0,38. Результаты оценки запаса древостоя 2017 года по данным таксационных описаний) и ALOS Palsar (HV поляризация) немного различаются. Распределение максимальных значений запаса древостоя по данным ALOS Palsar также соответствует северной части геопарка, но число полигонов с максимальным значением ниже, чем по данным таксации. Диапазон максимальных значений – 279-497 м3 на га. на изображении 2023 года отмечаются участки с отрицательным запасом древостоя – они соответствуют вырубленным площадкам. Предложенный подход может быть использован для мониторинга за рубками, фитосанитарным состоянием древостоя и воздействия рекреации на леса геопарка «Торатау».

   Recently, remote methods for analyzing the dynamics and condition of a stand have become widely used. In order to meet the criteria of the UNESCO Global Geopark, it is important for Toratau Geopark to conduct research on global climate change and sustainable management of natural resources. Using vector data from the 2017 forest management and statistical data from the AlOS Palsar raster, a regression and correlation analysis was performed. Raster statistics are obtained using the SAGA GIS module (QGIS program) tool – raster statistics into polygons (average value). Also, based on the obtained regression equation, images reflecting the stock of the stand of the Toratau Geopark for 2017 and 2023 were constructed. The regression analysis showed the presence of a significant relationship between the values of AlOS Palsar pixels and stand stocks – Pearson correlation coefficient r = 0.62, coefficient of determination R2 = 0.38. The results of the 2017 stand stock assessment according to the tax descriptions and ALOS Palsar (HV polarization) differ slightly. The distribution of the maximum values of the stand stock according to ALOS Palsar data also corresponds to the northern part of the geopark, but the number of polygons with the maximum value is lower than according to the taxation data. The maximum value range is 279-497 m3 per ha. in the image of 2023, areas with a negative stock of stand are marked – they correspond to the cut-down sites. The proposed approach can be used to monitor logging, the phytosanitary condition of the stand and the impact of recreation on the forests of Toratau Geopark.

изменение климатадистанционное зондирование Землигеопарк Торатаузапасы древостояALOS Palsarclimate changeremote sensing of the EarthToratau Geoparkstand stocksALOS PalsarReferencesБазилевич Н.И. Биологическая продуктивность экосистем Северной Евразии. Москва: Наука; 1993: 293.Bazilevich N.I. Biological productivity of ecosystems of Northern Eurasia. Moscow: Nauka; 1993:293 (in Russian).Базилевич Н. И. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. Москва: Мысль; 1978: 181.Bazilevich N.I., et al. Methods of studying the biological cycle in various natural zones. Moscow: Mysl; 1978:181.Volkov A., Belan L., Bogdan E. et al. Spatio-Temporal Analysis of Forest Growing Stock Volume and Carbon Stocks: A Case Study of Kandry-Kul Natural Park, Russia. Land. 2023;12(7):1441. DOI: 10.3390/land12071441Volkov A., Belan L., Bogdan E.. et al. Spatio-Temporal Analysis of Forest Growing Stock Volume and Carbon Stocks: A Case Study of Kandry-Kul Natural Park, Russia. Land. 2023;12(7):1441. DOI: 10.3390/land12071441Belan L., Suleymanov A., Bogdan E. et al. Assessing and Mapping Changes in Forest Growing Stock Volume over Time in Bashkiriya Nature Reserve, Russia. Forests. 2023;14(11):2251. DOI: 10.3390/f14112251Belan L., Suleymanov A., Bogdan E., et al. Assessing and Mapping Changes in Forest Growing Stock Volume over Time in Bashkiriya Nature Reserve, Russia. Forests. 2023;14(11):2251. DOI: 10.3390/f14112251Fedorov N., Tuktamyshev I., Bikbaev I. et al. Spatiotemporal Dynamics of Betula pendula Crown Cover on Abandoned Arable Land in a Broad-Leaved Forest Zone of Bashkir Cis-Ural. Forests. 2024;15(1):34. DOI: 10.3390/f15010034Fedorov N., Tuktamyshev I., Bikbaev I. et al. Spatiotemporal Dynamics of Betula pendula Crown Cover on Abandoned Arable Land in a Broad-Leaved Forest Zone of Bashkir Cis-Ural. Forests. 2024;15(1):34. DOI: 10.3390/f15010034Suleymanov A., Bogdan E., Gaysin I. et al. Spatial high-resolution modelling and uncertainty assessment of forest growing stock volume based on remote sensing and environmental covariates. Forest Ecology and Management. 2024;554:121676. DOI: 10.1016/j.foreco.2023.121676Suleymanov A., Bogdan E., Gaysin I. et al. Spatial high-resolution modelling and uncertainty assessment of forest growing stock volume based on remote sensing and environmental covariates. Forest Ecology and Management. 2024;554:121676. DOI: 10.1016/j.foreco.2023.121676Suleymanov A., Shagaliev R., Belan L. et al. Forest growing stock volume mapping with accompanying uncertainty in heterogeneous landscapes using remote sensing data. Earth Science Informatics. 2024; 17(6):5359-5369. DOI: 10.1007/s12145-024-01457-6Suleymanov A., Shagaliev R., Belan L. et al. Forest growing stock volume mapping with accompanying uncertainty in heterogeneous landscapes using remote sensing data. Earth Science Informatics. 2024; 17(6):5359–5369. DOI: 10.1007/s12145-024-01457-6Santoro M., Cartus O.; Mermoz St. et al. A detailed portrait of the forest aboveground biomass pool for the year 2010 obtained from multiple remote sensing observations, Geophysical Research Abstracts, 20, EGU2018-18932. Geophys, Res, Abstr. 2018; 20(1):18932. DOI: 10.1594/PANGAEA.894711Santoro M., Cartus O.; Mermoz St. et al. A detailed portrait of the forest aboveground biomass pool for the year 2010 obtained from multiple remote sensing observations, Geophysical Research Abstracts, 20, EGU2018-18932. Geophys, Res, Abstr. 2018; 20(1):18932. DOI: 10.1594/PANGAEA.894711Martini G., Zouros N., Zhang J. et al. UNESCO Global Geoparks in the «World after»: a multiple-goals roadmap proposal for future discussion. Episodes. 2021;3:1-7. DOI: 10.18814/epiiugs/2021/021002Martini G., Zouros N., Zhang J. et al. UNESCO Global Geoparks in the “World after”: a multiple-goals roadmap proposal for future discussion. Episodes. 2021;3:1–7. DOI: 10.18814/epiiugs/2021/021002Федоров Н.И., Мартыненко В.Б., Жигунова С.Н. и др. Изменение распространения широколиственных древесных видов в центральной части Южного Урала со второй половины ХХ в. Экология. 2021; 2: 103-111. DOI: 10.31857/S0367059721020050Fedorov N.I., Martynenko V.B., Zhigunova S.N., et al. Changes in the distribution of broad-leaved tree species in the central part of the Southern Urals since the second half of the 20<sup>th</sup> century. Ecology, 2021;2:103–111 (in Russian). DOI: 10.31857/S0367059721020050Мулдашев А.А., Маслова Н.В., Галеева А.Х. и др. Редкие виды растений на территории перспективного памятника природы «Гора Бикмаш» (Республика Башкортостан). Экобиотех. 2020; 3 (2). 280-291. DOI: 10.31163/2618-964X-2020-3-2-280-291Muldashev A.A., Maslova N.V., Galeeva A.Kh., et al. Rare plant species on the territory of the promising natural monument Mount Bikmash (Republic of Bashkortostan). Ecobiotech 2020;3(2):280-291 (in Russian). DOI: 10.31163/2618-964X-2020-3-2-280-291Абрамова Л. М., Баишева Э.З., Габбасова И.М и др. .Уникальные памятники природы – шиханы Тратау и Юрактау. Уфимский Институт биологии РАН; Ботанический сад-институт Уфимского НЦ РАН; Академия наук Республики Башкортастан. Уфа: Издательство «Гилем»; 2014: 312.Abramova L.M., Baisheva E.Z., Gabbasova I.M., et al. Unique natural monuments – the Tratau and Yuraktau shikhans. Ufa Institute of Biology of the Russian Academy of Sciences; Botanical Garden-Institute of the Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences; Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan. Ufa: Gilem Publishing House, 2014:312 (in Russian).Давыдычев А.Н., Горичев Ю.П., Кулагин А.Ю. и др. Возобновительные процессы под пологом широколиственно-темнохвойных лесов Южного Урала. Лесоведение. 2011; 2: 51-61.Davydychev A.N., Gorichev Yu.P., Kulagin A.Yu. et al. Renewal processes under the canopy of broad-leaved-dark coniferous forests of the Southern Urals. Forest Science. 2011;2:51–61 (in Russian).Самсонова И.Д., Нуркаева М.Р., Саттаров В.Н. и др. Оценка биоресурсного потенциала насаждений Tilia cordata геопарка Торатау Республики Башкортостан с использованием цифровых технологий. Известия Горского государственного аграрного университета. 2022; (59)-4: С. 191-197. DOI: 10.54258/20701047_2022_59_4_191Samsonova I.D., Nurkaeva M.R., Sattarov V.N. et al. Assessment of the bioresource potential of Tilia cordata plantings in the Toratau Geopark of the Republic of Bashkortostan using digital technologies. Bulletin of the Gorsk State Agrarian University. 2022; 59-4:191-197 (in Russian). DOI: 10.54258/20701047_2022_59_4_191Law B.E., Berner L.T., Buotte P.C., et al. Strategic Forest Reserves Can Protect Biodiversity in the Western United States and Mitigate Climate Change. Commun. Earth Environ. 2021;2:254. DOI: 10.1038/s43247-021-00326-0Law B.E., Berner L.T., Buotte P.C. et al. Strategic Forest Reserves Can Protect Biodiversity in the Western United States and Mitigate Climate Change. Commun. Earth Environ. 2021;2:254. DOI: 10.1038/s43247-021-00326-0Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Kraev G.N. A Twenty Year Retrospective on the Forest Carbon Dynamics in Russia. Contemp. Probl. Ecol. 2011;4:706-715. DOI: 10.1134/S1995425511070022Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Kraev G.N. A Twenty Year Retrospective on the Forest Carbon Dynamics in Russia. Contemp. Probl. Ecol. 2011;4:706–715. DOI: 10.1134/S1995425511070022Смирнова И.О., Русанова А.А., Камышникова Н.В. Анализ характеристик ледяного покрова озер Большеземельской тундры по радиолокационным данным ALOS PALSAR. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017; 14(7):198-209. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-198-209Smirnova I.O., Rusanova A.A., Kamyshnikova N.V. Analysis of ice cover characteristics of lakes in Bolshezemelskaya tundra based on ALOS PALSAR radar data. Modern Problems of Remote Sensing of the Earth from Space. 2017;14(7):198–209 (in Russian). DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-198-209Чимитдоржиев Т.Н., Кирбижекова И.И., Леонов А.С. и др. Формирование и развитие становых трещин ледового покрова озера Байкал по данным ALOS PALSAR. Известия вузов. Физика. 2012; (55) 8-2. – С. 276-277.Chimitdorzhiev T.N., Kirbizhekova I.I., Leonov A.S. et al. Formation and development of permanent cracks in the ice cover of Lake Baikal according to ALOS PALSAR data. News of universities. Physics. 2012;55(8-2):276–277 (in Russian).Кирбижекова И.И., Чимитдоржиев Т.Н., Дворников Ю.А. и др. Мониторинг криогенных процессов полуострова Ямал на основе радарных данных TANDEM-X и ALOS-2 PALSAR-2. Вычислительные технологии. 2018; 23(4). – С. 50-64.Kirbizhekova I.I., Chimitdorzhiev T.N., Dvornikov Yu.A. et al. Monitoring of cryogenic processes of the Yamal Peninsula based on TANDEM-X and ALOS-2 PALSAR-2 radar data. Computational technologies. 2018;23(4):50–64 (in Russian).Баранов Ю.Б., Кантемиров Ю.И., Киселевский Е.В. Построение ЦМР по результатам интерферометрической обработки радиолокационных изображений ALOS PALSAR. Геоматика. 2008; (1): 37-45.Baranov Yu.B., Kantemirov Yu.I., Kiselevsky E.V. et al. Construction of DEM based on the results of interferometric processing of ALOS PALSAR radar images. Geomatics. 2008;1:37–45 (in Russian).Кирбижекова И.И., Батуева Е.В. Исследование сезонных изменений лесной растительности Байкальского региона по поляриметрическим данным ALOS PALSAR. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016; 327 (3): 103-110.Kirbizhekova I.I., Batueva E.V. Study of seasonal changes in forest vegetation of the Baikal region based on ALOS PALSAR polarimetric data. Bulletin of Tomsk Polytechnic University. Georesources Engineering. 2016;327(3):103–110 (in Russian).Кирбижекова И.И., Чимитдоржиев Т.Н., Гармаев А.М. и др. Картография лесных ресурсов Республики Бурятия на основе поляриметрических данных ALOS PALSAR и мультиспектральных данных SPOT5. Интерэкспо Гео-Сибирь. 2013; 4 (1): 129-133.Kirbizhekova I.I., Chimitdorzhiev T.N., Garmaev A.M. et al. Cartography of forest resources of the Republic of Buryatia based on polarimetric data ALOS PALSAR and multispectral data SPOT5. Inter Expo Geo-Siberia. 2013;4(1):129–133 (in Russian).Саворский В.П., Захаров А.И., Захарова Л.Н. и др. Комплексный анализ результатов оптических и радиолокационных наблюдений лесных покровов. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013; 10(4): 213-223.Savorsky V.P., Zakharov A.I., Zakharova L.N., et al. Complex analysis of the results of optical and radar observations of forest covers. Modern problems of remote sensing of the Earth from space. 2013;10(4):213–223 (in Russian).Бабий И.А., Им С.Т., Харук В.И. Оценка надземной биомассы лесоврадиолокационными методами. Сибирский экологический журнал. 2022; 29(5):487-506. DOI: 10.15372/SEJ20220501Babiy I.A., Im. S.T., Kharuk V.I. Assessment of aboveground biomass by forest radar methods. Siberian Ecological Journal. 2022; 29(5):487–506 (in Russian). DOI: 10.15372/SEJ20220501Сидоренков В.М., Кушнырь О.В., Бадак Л.В. и др. Возможности таксации лесов на основе данных радиолокационной спутниковой съемки. Исследование Земли из космоса. 2021; (5): 72-84. DOI: 10.31857/S0205961421050080Sidorenkov V.M., Kushnyr O.V., Badak L.V. et al. Forest taxing capabilities based on radar satellite survey data. Exploring the Earth from space. 2021; (5): 72–84 (in Russian). DOI: 10.31857/S0205961421050080Сидоренков В.М., Астапов Д.О., Ачиколова Ю.С. и др. Методы лесотаксационного дешифрирования радиолокационной спутниковой съемки в горных лесах Южной Сибири. Лесохозяйственная информация. 2024; (1): 67-80. DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2024.1.05Sidorenkov V.M., Astapov D.O., Achikolova Yu.S., et al. Methods of forest-based decoding of radar satellite imagery in the mountain forests of Southern Siberia. Forestry information. 2024; (1): 67–80 (in Russian). DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2024.1.05Hernández-Stefanoni J.L., Castillo-Santiago M.Á., Mas J.F. et al. Improving aboveground biomass maps of tropical dry forests by integrating LiDAR, ALOS PALSAR, climate and field data. Carbon Balance Manage 2020: 15:15. DOI: 10.1186/s13021-020-00151-6Hernández-Stefanoni J.L., Castillo-Santiago M.Á., Mas J.F. et al. Improving aboveground biomass maps of tropical dry forests by integrating LiDAR, ALOS PALSAR, climate and field data. Carbon Balance Manage. 2020: 15:15. DOI: 10.1186/s13021-020-00151-6

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