Estimation of modern changes in the bioclimatic characteristics of the soil and plant cover of the Homiel region

The article presents actual assessments of current and projected climate changes in Homiel region of Belarus. Trends of changes in bioclimatic parameters of different land cover types (vegetation and water indices, daily temperature amplitudes, total evaporation and its components) within Homiel region have been analysed on the basis of remote sensing data for the period from 2000 to 2023. It was shown that statistically significant (p < 0.05) negative trend of spectral water index, characterising water content in soil and plant tissues, is observed on more than 40 % of arable land in Homiel region. About 20 % of arable lands of the region have statistically reliable tendencies of decrease in transpiration of plants and increase in evaporation from the soil. One third of arable land in the region is subjected to increased daily temperature fluctuations (trend coefficient up to 0.3 °C/year). In contrast, on the lands of the region with statistically significant growth of vegetation index there are decrease in evaporation from the soil surface and increase in transpiration of vegetation and reduction in daily temperature amplitudes, which indicates the prospect of introducing agroforestry methods to improve the bioclimatic indicators of arable land in the southern regions of Belarus. 

1. Лысенко, С. А. Особенности современного изменения климата в Республике Беларусь / С. А. Лысенко, И. В. Буяков // Фундам. и приклад. климатология. – 2020. – № 3. – C. 22–41.

2. Логинов, В. Ф. Изменение климата Беларуси: причины, последствия, возможности регулирования / В. Ф. Логинов, С. А. Лысенко, В. И. Мельник. – 2-е изд. – Минск: Энциклопедикс, 2020. – 264 с.

3. Шкляр, А. Х. Климатические ресурсы Белоруссии и их использование в сельском хозяйстве / А. Х. Шкляр. – Минск: Выш. шк., 1973. – 430 с.

4. Изменения климата Беларуси и их последствия / В. Ф. Логинов [и др.]. – Минск: Тонпик, 2003. – 330 с.

5. Шебеко, В. Ф. Влияние осушительных мероприятий на водный режим территорий / В. Ф. Шебеко. – Минск: Ураджай, 1983. – 200 с.

6. Признаки аридизации климата и их экосистемные проявления на территории Беларуси / В. Ф. Логинов [и др.] // Изв. РАН. Сер. геогр. – 2021. – Т. 85, № 4. – С. 515–527.

7. Лысенко, С. А. Климатообусловленные изменения биопродуктивности наземных экосистем Беларуси / С. А. Лысенко // Исслед. Земли из космоса. – 2019. – № 6. – С. 77–88.

8. Лысенко, С. А. Влияние изменений климата на биопродуктивность наземных экосистем в Белорусско-Украинском Полесье / С. А. Лысенко, В. Ф. Логинов, П. О. Зайко // Метеорология и гидрология. – 2022. – Т. 47, № 1. – С. 59–71.

9. Лысенко, С. А. Сеточный архив метеорологических данных Республики Беларусь и возможности его применения для исследования пространственно-временных особенностей изменений климата / С. А. Лысенко, В. Д. Чернышев, В. В. Коляда // Природопользование. – 2019. – № 1. – С.17–27.

10. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56. Crop evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements) / R. Allen [et al.]. – Rome: FAO, 1998. – 333 p.

11. Biophysical applications of satellite remote sensing / J. M. Hanes [et al.]. – Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2014. – 230 p.

12. PML_V2 0.1.7: Coupled evapotranspiration and gross primary product [Electronic resource]. – Available at: https://developers.google.com/earthengine/datasets/catalog/CAS_IGSNRR_PML_V2_v017(accessed 1 December 2021).

13. Penman, H. L. Natural evaporation from open water, bare soil and grass / H. L. Penman // Proc. R. Soc. London, Ser. A. – 1948. – Vol. 193. – Р. 120–145.

14. Monteith, J. Evaporation and environment / J. Monteith // 19th Symposia of the Soc. for Experimental Biol. – 1965. – Vol. 19. – P. 205–234.

15. A simple surface conductance model to estimate regional evaporation using MODIS leaf area index and the Penman- Monteith equation / R. Leuning [et al.] // Water Resour. Res. – 2008. – Vol. 44. – W10419. https://doi.org/10.1029/2007WR006562

16. Multi-decadal trends in global terrestrial evapotranspiration and its components / Y. Q. Zhang [et al.] // Sci. Reports. – 2016. – Vol. 6. – P. 19124. https://doi.org/10.1038/srep19124

17. Use of satellite leaf area index estimating evapotranspiration and gross assimilation for Australian ecosystems / R. Gan [et al.] // Ecohydrology. – 2018. – Vol. 11. – e1974. https://doi.org/10.1002/eco.1974

18. Coupled estimation of 500-m and 8-day resolution global evapotranspiration and gross primary production in 2002–2017 / Y. Zhang [et al.] // Remote Sensi. Envir. – 2019. – Vol. 222. – P. 165–182.

19. Gilbert, R. O. Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring / R. O. Gilbert. – New York: Wiley, 1987. – 336 p.

20. Лысенко, С. А. Прямые и обратные связи между температурой подстилающей поверхности и листовым индексом на территории Беларуси в летний период / С. А. Лысенко // Исслед. Земли из космоса. – 2023. – № 1. – С. 1–16.