Remote sensing of boreal forest phenology : methods and applications ; [kumulative Dissertation]

Abstract

Das Potential borealer Ökosysteme zur Bereitstellung von Ökosystemleistungen, z.B. Kohlenstoff zu binden, wird vom phänologischen Zyklus der Vegetation stark beeinflusst. In dieser Arbeit wurden daher Methoden entwickelt, um die Periode der photosynthetischen Aktivität borealer Nadelwälder zu bestimmen. Dafür wurden Zeitserien aus MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) und SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) Satellitendaten eingesetzt. Die aus Satellitendaten abgeleiteten Zeitpunkte der Schneeschmelze und des ersten Bodenfrostes wurden als Indikatoren zur Bestimmung des Beginns, beziehungsweises des Endes, der photosynthetischen Aktivität der borealen Nadelwälder genutzt. Im Weiteren wurden die Satellitendaten zur Vegetationsphänologie für die Bewertung von Simulationen eines Biosphärenmodells und für die Vorhersage der Phänologie von Insekten in Finnland eingesetzt.

The phenological cycle of vegetation strongly influences the potential of boreal ecosystems to provide services, e.g. to sequester carbon. In this work, methods were developed to determine the period when the vegetation in the boreal forest zone is photosynthetically active. Time series of satellite observations from the Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) and the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission were employed. The satellite-observed timing of snow melt and soil freeze served as proxies for the mapping of the recovery and the cessation of photosynthesis in boreal evergreen forests in Finland, respectively. Furthermore, satellite observations on phenology were utilized to evaluate simulations of a biosphere model and to predict the phenology of herbivorous insects in Finland.