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. 2019. Т. 16. № 2. С. 111-127

Макроскопическая кинетика временной и пространственной изменчивости вегетационного индекса NDVI на территории заповедника «Ямская степь» в условиях загрязнения почвы тяжёлыми металлами

Г.П. Глазунов 1 , В.М. Гендугов 1 , М.В. Евдокимова 1 , Р.П. Титарев 1 , М.В. Шестакова 1 
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 29.03.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-111-127
Обоснован подход к выявлению закономерностей временной и пространственной изменчивости фотосинтетически активной биомассы на основе анализа данных (NDVI, Landsat-8) дистанционного зондирования Земли с использованием теоретического уравнения, выведенного ранее в рамках законов сохранения механики и макроскопической химической кинетики живых реагирующих систем. Показано, что при условии введения постоянной для каждой мониторинговой площадки (пикселя) результирующей (в форме среднего геометрического) начальной концентрации содержащихся в почве тяжёлых металлов (Li, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Mo, Cd, Sn, Sb, Cs, Ba, Pb) в константы уравнения одномодальная сезонная динамика вегетационного индекса подчиняется теоретическому уравнению, константы и особые точки которого являются индивидуализирующими характеристиками каждой площадки (пикселя). При условии введения в константы уравнения фиксированного времени закономерности пространственного изменения вегетационного индекса по мониторинговым площадкам (пикселям) с одинаковыми, помимо концентрации тяжёлых металлов, почвенными свойствами сведены к уравнению дозовой зависимости, константы и особые точки которого являются индивидуализирующими характеристиками отклика фотосинтетически активной биомассы (NDVI) на результирующую начальную концентрацию в почве тяжёлых металлов данного набора.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, Landsat-8, NDVI, экологический мониторинг, экологическое нормирование, макроскопическая биокинетика, закон биологического роста, закон толерантности, тяжёлые металлы, дозовая зависимость, гормезис, ПДК, нормирование качества почв, сезонная динамика фотосинтетически активной биомассы
Полный текст

Список литературы:

  1. Бакунович Н. О., Хохлова О. С., Мякшина Т. Н., Русаков А. В., Шаповалов А. С. Загрязнение тяжелыми металлами и дыхательная активность микроорганизмов в нативных почвах и искусственных субстратах (на примере заповедного участка «Ямская степь») // Бюл. Почвенного ин-та им. В. В. Докучаева. 2016. № 85. С. 131−149.
  2. Барталев С. А., Лупян Е. А. Исследования и разработки ИКИ РАН по развитию методов спутникового мониторинга растительного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 197−214.
  3. Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
  4. Гендугов В. М., Глазунов Г. П. Макрокинетическая модель микробного роста на многокомпонентном субстрате // Вестн. Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2014. № 3. С. 10−16.
  5. Гендугов В. М., Глазунов Г. П., Евдокимова М. В., Шестакова М. В. Макрокинетическое обоснование модели микробного роста при одном ведущем компоненте субстрата // Вестн. Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2013. № 2. С. 25−30.
  6. Глазунов Г. П., Гендугов В. М., Харчук О. А. Макрокинетическая модель роста, учитывающая лимитирующий компонент субстрата // Всерос. науч. конф. с международным участием «Инновационные направления современной физиологии растений»: сб. тез. 2013. С. 48−49.
  7. Жукова Е. Ю., Шевырногов А. П., Жукова В. М., Зоркина Т. М., Пугачева И. Ю. Сезонная динамика продуктивности агроценозов юга Минусинской котловины // Вестн. Томского гос. ун-та. 2009. № 323. С. 354−357.
  8. Медведева М. А., Елсаков В. В., Савин И. Ю., Барталев С. А. О связи фенологического развития растительности таежной зоны с величиной NDVI, определенной по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 1. С. 319−329.
  9. Медведева М. А., Савин И. Ю., Барталев С. А., Лупян Е. А. Использование данных NOAA-AVHRR для выявления многолетней динамики растительности Северной Евразии // Исследование Земли из космоса. 2011. № 4. С. 55−62.
  10. Пугачева И. Ю., Шевырногов А. П. Изучение динамики NDVI посевов сельскохозяйственных культур на территории Красноярского края и республики Хакасия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 2. С. 347−351.
  11. Русаков А. В. Почвы и почвенный покров Ямской степи. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012. 216 с.
  12. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 1. М.: Наука, 1970. 492 с.
  13. Терехин Э. А. Применение дискриминантного анализа для распознавания посевов сельскохозяйственных культур // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 7. С. 89−99.
  14. Conrad O., Bechtel B., Bock M., Dietrich H., Fischer E., Gerlitz L., Wehberg J., Wichmann V., Böhner J. System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA) v. 2.1.4 // Geoscientific Model Development. 2015. V. 8. P. 1991−2007.
  15. Jamali S., Seaquist J., Eklundh L., Ardö J. Automated mapping of vegetation trends with polynomials using NDVI imagery over the Sahel // Remote Sensing of Environment. 2014. № 141. P. 79−89.
  16. Sakamoto T., Yokozawa M., Toritani H., Shibayama M., Ishitsuka N., Ohno H. A crop phenology detection method using time-series MODIS data // Remote Sensing of Environment. 2005. № 96. P. 366−374.