monitoring kůrovce ze satelitních dat
Dálkový průzkum Země (DPZ) je účinný nástroj pro monitoring a detekci zdravotního stavu a stresu lesa, vyvolaného rozšířením škůdců, na rozsáhlých územích i krátkých časových obdobích. Předpokladem pro využití DPZ pro detekci poškození lesa je, že odlišné příznaky zdravotního stavu jsou viditelné v různých částech elektromagnetického spektra, které lze získat z různých platforem dálkového průzkumu (Chen and Meentmeyer, 2016). V závislosti na stupni poškození škůdci jsou indikovány příznaky poklesu biochemických a biofyzikálních vlastností porostu, jakými jsou obsah chlorofylu a vody, defoliace, mezery stromů a změny indexu listové plochy (LAI) (Wulder et al., 2009).
Například v pokročilých stádiích napadení kůrovcem (tj. red attack) se barva jehlic smrku mění ze zelené na žlutou až červenohnědou, což lze detekovat lidským okem na úrovni listů i korun stromů (Coops et al., 2006; Franklin a kol., 2003b, Niemann a Visintini, 2005a). V důsledku toho lze tyto příznaky pozorovat i za použití viditelné části elektromagnetického spektra (400 až 700 nm), která odpovídá vnímání lidským okem.
Využití metod dálkového průzkumu Země (DPZ) představuje zcela zásadní podklad pro hodnocení zdravotního stavu lesa. Data družicového DPZ umožňují vyhodnotit aktuální zdravotní stav lesa v jednom okamžiku pro ucelené komplexy porostů. Zároveň umožňují hodnotit dlouhodobé změny zdravotního stavu lesa jak v celku, tak na úrovni vybraných ploch nebo bodů.
Pro využití dat družicového DPZ je v současné době k dispozici množství datových podkladů z různých senzorů, přičemž řada z těchto senzorů je k dispozici zdarma. Jedná se zejména o data amerických družic systému Landsat a evropského systému Sentinel. V obou případech se jedná o multispketrální senzory, umožňující detekci ve viditelné, blízké a střední infračervené části spektra a v termálním pásmu.
K analýze dat DPZ slouží pokročilé softwarové nástroje včetně nástrojů dostupných bezplatně. V rámci projektu bylo takto testováno využití nástroje Google Earth Engine (GEE). Tento nástroj spojuje výhody archivního úložiště s volným přístupem k družicovým datům a vysoce pokročilé analytické nástroje pro klasifikaci a analýzu obrazových dat.
Zkušenosti z pilotního projektu na území Klánovického lesa ukázaly zároveň na zřetelné trendy ve změnách zdravotního stavu lesních komplexů. Přestože na úrovni základních indexů, používaných tradičně na hodnocení zdravotního stavu vegetace (NDVI, NDMI) nejsou patrné zásadní negativní změny, analýza hodnot indexu vlhkostního stresu vegetace NDWI, vypočteného z časových řad satelitních snímků v 35-leté časové řadě ukázala na prohlubující se vlhkostní stres lesních společenstev.
Vlhkostní stres je patrný jak při analýze celkového stavu území, tak zejména při podrobnější analýze kompaktních lesních ploch. Analýza na úrovni jednotlivých kategorií vegetace pak ukázala, že vlhkostní stres působí selektivně na různé kategorie, přičemž nejvýrazněji se projevuje u disturbované vegetace, ale zejména pak u mladých porostů. Analýza, využívající podrobná data družice Sentinel prokázala, že právě tyto kategorie jsou nejvíce ohroženy v aktuálním období sucha a měly by být průběžně blíže monitorovány.