Модель для оценки экосистемных услуг на основе процессов и данных дистанционного зондирования

Экосистемные услуги (ESs) — это экологические характеристики, функции или процессы, способствующие благополучию человека. Наземные экосистемы предоставляют множество взаимосвязанных услуг. Однако большинство моделей игнорируют эти взаимосвязи.

Чтобы преодолеть это ограничение, команда профессора Хэ Хунлиня из Института географических наук и исследований природных ресурсов (IGSNRR) Китайской академии наук и Национального центра данных экосистемной науки разработала процессно-ориентированную модель экосистемных услуг (CEVSA-ES), использующую данные дистанционного зондирования об индексе листовой поверхности (LAI).

Исследователи применили модель для оценки четырёх важных услуг: обеспечение продуктивности, секвестрация углерода, удержание воды и сохранение почвы.

«Модель CEVSA-ES — это новый инструмент для понимания сложных взаимосвязей между экосистемными услугами за счёт включения явного представления биогеохимических и биофизических процессов», — заявил профессор Хэ.

По сравнению с традиционными моделями биосферы, главным нововведением CEVSA-ES стало учёт процессов эрозии почвы и их влияния на круговорот углерода. Алгоритмы, связанные с циклами углерода и воды, также были улучшены за счёт интеграции данных дистанционного зондирования.

Кроме того, был применён метод слияния моделей и данных для оптимизации чувствительных параметров, что улучшило производительность модели на основе многоисточниковых наблюдательных данных.

Результаты моделирования хорошо соответствовали наблюдаемым процессам, объясняя 95%, 92%, 76% и 65% межгодовой изменчивости валовой первичной продуктивности, экосистемного дыхания, чистой продуктивности экосистемы и эвапотранспирации соответственно. При этом модель CEVSA-ES с оптимизированными параметрами объяснила 47–96% пространственно-временных вариаций четырёх экосистемных услуг в Китае.

«Процессно-ориентированные модели экосистемных услуг могут помочь в изучении механизмов, лежащих в основе синергии и компромиссов между услугами, и в дальнейшем — в принятии решений по управлению экосистемами и экологической политике», — сказал профессор Хэ.