0604395 - ÚVGZ 2025 RIV CZ cze L3 - Certifikované metodiky
Homolová, Lucie - Kusbach, Antonín - Fischer, Milan - Krejza, Jan - Novotný, Jan - Ghisi, Tomáš - Světlík, J. - Bednář, P. - Trnka, Miroslav - Horáček, Petr
Ohodnocení ekosystémových funkcí lesních porostů pomocí metod dálkového průzkumu Země.
[Assessment of Forest Ecosystem Functions Using Remote Sensing.]
Interní kód: 3/2024 ; 2024
Technické parametry: Smlouva o uplatnění je ze dne 3.12.2024 a je uzavřena s Lesním družstvem v Polné.
Ekonomické parametry: Metodika přináší zásadní inovaci pro řízení lesního hospodářství v České republice. Díky možnosti cíleného rozdělování finanční podpory, hodnocení efektivity hos- podaření a plánování adaptací na změny klimatu představuje nástroj, který zajišťuje dlouhodobou stabilitu lesních ekosystémů a jejich přínos pro ekonomiku. Tento komplexní přístup kombinuje udržitelnost, ekologické funkce a ekonomickou efek- tivitu, což z něj činí klíčový prvek budoucí strategie lesního hospodářství.
Certifikační orgán: Ministerstvo zemědělství. Datum certifikace: 13.12.2024
Grant CEP: GA TA ČR(CZ) TO01000345; GA MŠMT LM2023048
Institucionální podpora: RVO:86652079
Klíčová slova: forest * production function * regulation function * net primary productivity * net primary productivity * evapotranspiration * aboveground biomass * remote sensing * modis * laser scanning
Obor OECD: Forestry

Účelem této metodiky je vyhodnocení ekosystémových funkcí lesních porostů prostřednictvím dálkového průzkumu Země, zejména jeho produkční a regulační funkce. K tomuto účelu byly zvoleny dva komplexní indikátory, čistá primární produkce a aktuální evapotranspirace. Tyto indikátory umožnují lépe objasnit problematiku produktivity v souvislosti s vodní bilancí lesů ČR. Součástí metodiky je případová studie trendové analýzy časových řad čisté primární produkce a aktuální evapotranspirace z dat dálkového průzkumu Země.
Výsledky případové studie vychází z globálních a otevřených produktů satelitních dat MODIS, které poskytují uživatelům (např. lesníkům, vlastníkům lesa a orgánům státní správy lesů) nástroj pro pochopení dlouhodobé reakce lesů na změny vyvolané klimatickou změnou. Výsledky ukazují oblasti, kde dlouhodobé trendy (od r. 2001) produktivity a evapotranspirace klesají, stagnují, či vzrůstají. Analýzy lze zaměřit i na jednotlivé druhy lesních dřevin, jak demonstrujeme u smrku ztepilého, jehož produktivita výrazně klesá v nižších nadmořských výškách. Tyto nové poznatky, podložené reálnými daty, by měly sloužit k implementaci koncepčních rozhodnutí. Je třeba zdůraznit, že výsledky případové studie nejsou definitivní a jejich interpretace by měla zohlednit eventuální omezeni v časovém a prostorovém rozlišeni. Pro konkrétní lokální studie a přímou implementaci do praxe je doporučená další validace na regionální úrovni.
Charakter zvolených satelitních dat MODIS v prostorovém rozlišení 500 m je vhodný především pro analýzy na národní úrovni, a proto nemusí plně zohledňovat heterogenitu lesních ekosystémů a členitost krajiny, typickou pro české podmínky. Pro efektivní a přesné vyhodnocení dat pro účely lesního managementu bude klíčový vývoj vlastních, národních produktů s vyšším prostorovým rozlišením, který bude reflektovat rozmanitost a specifika podmínek v ČR. Příkladem je využití dat v rámci Copernicus Land Monitoring služeb pan-European High Resolution Vegetation Phenology and Productivity a integrace těchto dat s daty pozemního šetření za účelem zvýšení přesnosti a spolehlivosti při geoprostorových analýzách.
Pro podrobné lokální zhodnocení aktuální produkce lesních porostů byl rovněž zakomponovány metody založené na leteckém laserovém skenování. Tyto metody na rozdíl od dlouhodobých trendů produktivity odvozených z časových řad satelitních dat umožnují získat velmi podrobnou informaci o aktuální nadzemní biomase, potažmo zásobách dříví v prostorovém rozlišení jednotek až desítek metrů na úrovni jednotlivých porostů. Bohužel, Česká republika je jedna z mála zemí EU, kde nejsou dostupná aktuální data leteckého laserového skenování, což v tuto chvíli znemožňuje uplatnění postupu pro celorepublikové mapování.


The main objective of this methodology is to evaluate the ecosystem functions of forest ecosytems through remote sensing, specificaly its production and regulation functions. For this purpose, indicators such as net primary production (NPP) and evapotranspiration are used. These indicators elucidate the patterns of forest productivity in relation to the water balance in the Czech Republic. Results of this methodology are demonstrated in a case study – a trend analysis of time series obtained from satellite remote sensing data.

The presented results are based on global and open MODIS satellite data products, which provide users (e.g. forest managers, owners and state forest administration authorities) a tool to better understand the long-term response of forests to changing environmental conditions induced by climate change. The results show areas where long-term trends (since 2001) in productivity and evapotranspiration are declining, stagnating or increasing. Analyses can also be focused on individual forest tree species, as demonstrated for Norway spruce, whose productivity declines significantly at lower elevations. These data-driven findings should be used to support decision making in the forestry sector. Limitations stemming from temporal and spatial resolutions of used data should be considered when interpreting the results of the case study.

The selected MODIS satellite data at a spatial resolution of 500 m is suitable mainly for national level analyses, and therefore may not fully assess the spatial heterogeneity of forests and landscape features typical for Czech conditions. The development of custom, national products with higher spatial resolution that reflect the diversity of the local landscape will be crucial for effective and accurate data evaluation for forest management purposes.

Airborne laser scanning methods were incorporated for a detailed local assessment of current forest production. In contrast to long-term productivity trends derived from satellite data time series, these methods provide very detailed information on current above-ground biomass or timber stocks at the spatial resolution of tens of meters at the level of individual stands. Unfortunately, the Czech Republic is one of the few EU countries where up-to-date airborne laser scanning data are not available, which makes it impossible to apply the method for nationwide mapping.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0361800