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Ground-based network of NDVI measurements for tracking temporal dynamics of canopy structure and vegetation phenology in different biomes

Authors :
Eric Dufrêne
Serge Rambal
A. de Grandcourt
Marc Aubinet
Patrick Gross
Nicolas Delpierre
Damien Bonal
Dominique Guyon
B. Heinesh
Bernard Longdoz
André Granier
Jean-Marc Ourcival
Blandine Caquet
L. Saint André
Denis Loustau
Benoit Burban
Kamel Soudani
J. Y. Pontailler
Christine Moureaux
Chris Flechard
Gabriel Hmimina
Ecologie Systématique et Evolution (ESE)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Agro-Bio Tech
Université de Liège
Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL)
Centre de Recherche sur la Durabilité et la Productivité des Plantations Industrielles (Dispositif en Partenariat) (CRDPI)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-UR Génétique Amélioration Diversité
Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST
Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)
Unité de recherche Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers (BEF)
F-ORE-T 'Observatoires de Recherche en Environnement (ORE) sur le Fonctionnement des Ecosystemes Forestiers' ECOFOR
INSU
Ministere de l'Enseignement Superieur et de la Recherche
UR Génétique Amélioration Diversité-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
Remote Sensing of Environment, Remote Sensing of Environment, Elsevier, 2012, 123, pp.234-245. ⟨10.1016/j.rse.2012.03.012⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

article i nfo Plant phenology characterises the seasonal cyclicity of biological events such as budburst, flowering, fructifi- cation, leaf senescence and leaf fall. These biological events are genetically pre-determined but also strongly modulated by climatic conditions, particularly temperature, daylength and water availability. Therefore, the timing of these events is considered as a good indicator of climate change impacts and as a key parameter for understanding and modelling vegetation-climate interactions. In situ observations, empirical or bioclimatic models and remotely sensed time-series data constitute the three possible ways for monitoring the timing of plant phenological events. Remote sensing has the advantage of being the only way of surface sampling at high temporal frequency and, in the case of satellite-based remote sensing, over large regions. Neverthe- less, exogenous factors, particularly atmospheric conditions, lead to some uncertainties on the seasonal course of surface reflectance and cause bias in the identification of vegetation phenological events. Since 2005, a network of forest and herbaceous sites has been equipped with laboratory made NDVI sensors to monitor the temporal dynamics of canopy structure and phenology at an intra-daily time step. In this study, we present recent results obtained in several contrasting biomes in France, French Guiana, Belgium and Congo. These sites represent a gradient of vegetation ecosystems: the main evergreen and deciduous for- est ecosystems in temperate climate region, an evergreen tropical rain forest in French Guiana, an herbaceous savanna ecosystem in Congo, and a succession of three annual crops in Belgium. In this paper, (1) we provide an accurate description of the seasonal dynamics of vegetation cover in these different ecosystems (2) we identify the most relevant remotely sensed markers from NDVI time-series for determining the dates of the main phenological events that characterize these ecosystems and (3) we discuss the relationships be- tween temporal canopy dynamics and climate factors. In addition to its importance for phenological studies, this ground-based Network of NDVI measurement provides data needed for the calibration and direct valida- tion of satellite observations and products.

Details

Language :
English
ISSN :
00344257 and 18790704
Database :
OpenAIRE
Journal :
Remote Sensing of Environment, Remote Sensing of Environment, Elsevier, 2012, 123, pp.234-245. ⟨10.1016/j.rse.2012.03.012⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....63e290b0b55cfc5bafa0e773048bbd2e
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.rse.2012.03.012⟩