Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 78-88

Экспериментальное обоснование возможностей видеоспектральной дистанционной индикации кратковременного стресса растительности

О.В. Григорьева 1 , И.В. Дроздова 2 , Б.В. Шилин 3 
1 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия
2 Ботанический институт имени В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия
3 Научно-исследовательский Центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 27.10.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-7-78-88
В стационарных лабораторных условиях исследованы изменения коэффициента спектральной яркости растений при кратковременном воздействии тяжёлыми металлами (медь, цинк, никель) на корневую систему и листовую поверхность. Подтверждено появление аномалии коэффициентов спектральной яркости (спектральной аномалии) в ближнем инфракрасном диапазоне 700–900 нм. За короткое время (1–2 дня) формируется аномалия при загрязнении листовой поверхности и несколько позднее — субстрата. Детально рассмотрено явление инверсии спектральных аномалий для всех металлов. Зафиксированы как положительные, так и отрицательные спектральные аномалии поражённых растений по сравнению с контрольными. Проведён анализ закономерностей изменения спектральных характеристик под воздействием тяжёлых металлов с точки зрения их физиологического состояния, фазы вегетации и вида. Выявленные изменения могут быть представлены кривой «доза – эффект», выраженной через функцию Ричардса. По спектральным характеристикам растений рассчитаны специальные индексы содержания хлорофилла в растениях, подтверждающие выводы о влиянии растворов анализируемых металлов на пигменты листьев. Амплитуда спектральных аномалий и длительность их существования свидетельствуют о возможности их обнаружения и картографирования аэрокосмическими видеоспектральными системами высокого пространственного и спектрального разрешения до появления у растений видимых морфологических изменений.
Ключевые слова: коэффициент спектральной яркости, спектральная аномалия, видеоспектральная съёмка, тяжёлые металлы
Полный текст

Список литературы:

  1. Алексеев А. А., Шилин Б. В., Шилин И. Б. Опыт полевых видеоспектральных исследований // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 4. С. 89–94.
  2. Бакина Л. Г., Груздев В. Н., Дроздова И. В., Шилин Б. В. Дистанционное обнаружение стресса растительности на ранних стадиях воздействия тяжёлыми металлами // Региональная экология. 2016. № 1(43). С. 81–89.
  3. Бузников А. А., Тимофеев А. А. Региональный экологический мониторинг: метод и аппаратно-программный комплекс для дистанционной оценки загрязнения индикаторных видов растительности тяжёлыми металлами // Региональная экология. 2010. № 3(29). С. 7–8.
  4. Виноградов Б. В. Экологическая интерпретация аэрокосмических измерений геофизических эффектов антропогенных воздействий: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. М., 1983. 411 с.
  5. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. 2006.
  6. Григорьева О. В., Кузнецов А. Ю., Чапурский Л. И. Метод создания карт состояния сельскохозяйственных культур и выбора информативных спектральных каналов для их мониторинга // Материалы Всерос. научной конф. (с международным участием) «Применение средств дистанционного зондирования Земли в сельском хозяйстве». СПб.: ФГБНУ АФИ, 2015. С. 128–133.
  7. Григорьева О. В., Дроздова И. В., Шилин Б. В. Обнаружение ранних стадий стресса растительности видеоспектральными и спектральными методами // Материалы 5-й Всерос. научной конф. «Проблемы военноприкладной геофизики и контроля состояния природной среды». СПб.: ВКА имени А. Ф. Можайского, 2018. С. 625–629.
  8. Груздев В. Н., Дроздова И. В., Кузнецов А. Ю., Шилин Б. В. Решение задач экологической безопасности видеоспектральным методом // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. № 1. С. 8–17.
  9. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований: пер. с нем. М.: Мир, 1988. 343 с.
  10. Сидько А. Ф., Пугачева И. Ю., Шевырногов А. П. Исследование динамики спектральной яркости посевов сельскохозяйственных культур в период вегетации на территории Красноярского края // Журн. сиб. федер. ун-та. 2009. Т. 2. № 1. С. 100–111. (Сер.: «Техника и технологии»)
  11. Титов А. Ф., Казнина Н. М., Таланова В. В. Тяжёлые металлы и растения. Петрозаводск: Карельский науч. центр РАН, 2014. 194 с.
  12. Уфимцева М. Д., Терехина Н. В. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга. СПб.: Наука, 2005. 339 с.
  13. Чапурский Л. И. Отражательные свойства природных объектов в диапазоне 400–2500 нм. М.: Изд во МО СССР, 1986. 160 с.
  14. Dash J., Curran P. J. MTCI: The MERIS Terrestrial Chlorophyll Index // ENVISAT Symp. Proc. Austra, Salzburg, 2004.
  15. Datt B. Visible/near infrared reflectance and chlorophyll content in Eucalyptus leaves // Intern. J. Remote Sensing. 1999. V. 20. P. 2741–2759.
  16. Imaging spectrometry / eds. Van der Meer F. D., de Long S. M., Springer, 2006. 403 p.