АНАЛІЗ ТРАНСФОРМАЦІЇ АГРОЦЕНОЗІВ УКРАЇНИ В УМОВАХ КЛІМАТИЧНИХ ЗМІН ЗА ДОПОМОГОЮ ДИСТАНЦІЙНОГО МОНІТОРИНГУ NDVI

Анотація

Мета дослідження полягає у проведенні системного статистичного аналізу багаторічної динаміки формування біомаси сільськогосподарських культур в Україні за показником нормалізованого диференційного вегетаційного індексу (NDVI) та встановленні кількісних закономірностей впливу ключових метеорологічних чинників на стан вегетації протягом двадцятирічного періоду (2001-2020 рр.). Актуальність роботи зумовлена необхідністю адаптації агротехнологій до глобальних змін клімату та розробки точних прогностичних моделей продуктивності посівів на основі даних дистанційного зондування.
Методологія дослідження базується на використанні даних системи Global Agriculture Monitoring (GLAM), сформованих на основі 8-денних композитів NDVI супутників MODIS (Terra та Aqua). Створена ретроспективна база даних охоплює 24 адміністративні області України і містить близько 23 тисяч записів. Для оцінки багаторічних тенденцій застосовано трендовий аналіз із використанням лінійних регресійних моделей. Комплексний вплив метеоумов оцінювався шляхом розрахунку коефіцієнтів кореляції та побудови множинних регресійних залежностей між значеннями NDVI та показниками середньомісячної температури повітря, кількості опадів і кумулятивного кліматичного водного балансу (КВБ).
Результати. Установлено, що в межах річного циклу максимальні значення NDVI (0,61–0,67) досягаються у період із травня по липень, причому найбільш інтенсивне наростання біомаси (42%) відбувається у квітні-травні. Багаторічний аналіз виявив стійку позитивну тенденцію зростання індексу в холодний період року (0,42-0,55% на рік), водночас у літні місяці темпи зростання – мінімальні. Зафіксовано суттєве зниження NDVI у вересні-жовтні (на 13,9-15,6% за 20 років), що пояснюється зміщенням строків сівби озимих і прискореним дозріванням культур через потепління. Просторовий аналіз підтвердив глибоку зональну диференціацію: степова зона характеризується найнижчим потенціалом біомаси (0,47-0,66) та критично високою міжрічною варіабельністю (32-50%), що у 4-5 разів перевищує показники Полісся. Виявлено інерційний характер впливу температурного режиму: температура поточного місяця найбільш вагомо корелює зі станом рослинності у наступному періоді (r досягає 0,80 у березні-квітні).
Висновки. Дистанційний моніторинг за показником NDVI об’єктивно відображає трансформацію агроценозів України під дією кліматичних змін. Доведено, що комплексне врахування температурного режиму та кумулятивного водного балансу дає змогу прогнозувати стан посівів із високою точністю (множинний коефіцієнт кореляції R = 0,85). Отримані результати є науковим підґрунтям для оптимізації систем зрошення та впровадження методів кліматично орієнтованого сільського господарства в найбільш вразливих південних регіонах України.

Ключові слова: NDVI, дистанційне зондування, біомаса посівів, MODIS, кліматичний водний баланс, кореляційний аналіз, динаміка вегетації, температурний режим, опади, моніторинг посівів.