Факультет

Студентам

Посетителям

Дистанционный мониторинг антропогенных изменений растительности

В последнее время все шире используется изучение природных биологических объектов, в том числе растительности, на расстоянии, с борта самолетов и искусственных спутников Земли.

Получение изображения при дистанционных исследованиях природных объектов основывается на регистрации отражаемых или излучаемых различными объектами электромагнитных волн. Отражательная способность растительности неодинакова, она зависит от состава, структуры, продуктивности растительных сообществ, их сезонного состояния. Для получения видеоинформации используются фотографические системы, магнитные ленты, телевизионные системы.

Дистанционные приемники лучистой энергии разделяются на «активные» и «пассивные». Пассивные приемники фиксируют электромагнитные волны, отражаемые (или излучаемые) природными объектами, активные приемники имеют собственный источник облучения (Харин, 1975, 1980).

Пассивная дистанционная индикация осуществляется в видимой, инфракрасной и микроволновой зонах спектра. Она дает возможность выявить особенности состава, структуры, фенологической ритмики и динамики растительных сообществ, установить степень различия между растительностью охраняемых (эталонных) и интенсивно используемых территорий. Повторные съемки в разные сроки позволяют регистрировать изменения запасов фитомассы (Виноградов, 1982).

В США со спутников типа «Ландсат-2», обращающихся вокруг Земли, получается изображение одной и той же территории через каждые 18 дней, причем снимок сразу же перерабатывается в картографическую проекцию. Это дает возможность проводить инвентаризацию пастбищ, оценку их кормовых свойств, выявлять динамику растительных сообществ, а также изменение их продуктивности (Харин, 1980). В системе мониторинга необходимым звеном является подспутниковая аэрофотосъемка.

Наблюдения за продуктивностью пастбищ на больших территориях с помощью искусственных спутников Земли можно проводить на основе оптических вегетационных индексов, полученных путем комбинации показаний спектральных каналов Mss5, Mss6 и Mss7. Как выявилось в ходе исследования (Maxwell, 1983), эти каналы чувствительны к изменению фитомассы, но сравнительно малочувствительны к отражательным свойствам почвы и атмосферы. Для оценки запаса зеленой массы растений на пастбищах используется нормализованный вегетационный индекс. Наблюдения проводятся не менее трех раз в течение сезона роста — поздней весной, в начале и в конце лета. При этом можно также выявить влияние засухи на продуктивность пастбищ, проследив сезонную динамику соотношения между живой (зеленой) и отмершей (бурой) фитомассой. Такая методика дистанционного мониторинга апробирована при изучении пастбищ в штате Колорадо (США) и дала хорошие результаты.

Снимки в инфракрасной части спектра с использованием эмульсии I. R. дают возможность дифференцировать различные растительные формации, а также параметры важнейших факторов среды, с которыми связана динамика растительности (Lebigre, 1983).

Для распознавания растительности и оценки фитомассы еще больший интерес представляет оборудование спутников «Ландсат-4» и «Ландсат-5», специально приспособленно для тематического картографирования (Landsat-D Thematic Mapper). Это оборудование можно использовать не только на спутниках, но и на летательных аппаратах другого типа (самолеты, вертолеты). Обнадеживающие результаты получены на основе применения ручных радиометров такого же типа, улавливающих спектральную радиацию в каналах 3, 4 и 5. При этом исследователь стоит на небольшом возвышении и держит принимающую часть аппарата в руках, направляя объектив вертикально вниз на растительность. Этот метод не только дает колоссальную экономию времени, но и обеспечивает получение более точных данных о запасе и структуре фитомассы, чем в случае использования общепринятой техники укосов (Hardiski, Klemas, Daiber,

1983).

Наряду с пассивной возможна активная дистанционная индикация. В частности, применяется радиолокационная аэрофотосъемка. При этом с помощью установленной на самолете радиолокационной станции производится импульсное облучение местности по обеим сторонам от линии полета. Отраженные сигналы фиксируются на электронно-лучевой трубке, затем изображение фотографируете на непрерывно движущуюся фотопленку. На основе этих снимков возможно дешифрирование растительности, оценка ее продуктивности (Харин, 1975, 1980).

В последние годы в арсенал методов дистанционной индикации включено лазерное зондирование. Этот метод основан на исследовании отражения лазерного луча растительным покровом. Пока лазерное зондирование растительности по ее обратному блеску использовалось только для оценки некоторых параметров продуктивности сельскохозяйственных культур (Каневский и др., 1983), но, по-видимому, оно может найти применение и для мониторинга сенокосно-пастбищных угодий.

Дистанционная оценка фитомассы с использованием существующего оборудования, по-видимому, уже приблизилась к пределу возможной точности. Однако дальнейшее совершенствование методик и приборов, выявление дополнительных спектральных каналов может открыть еще большие возможности для получения точной и разнообразной информации о запасе, структуре и динамике фитомассы. Это имеет большое значение для перехода к глобальной оценке экосистем (Klemas, Hardiski, 1983).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: