Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 143-155
Использование индекса NDVI для оценки развития многолетних трав в условиях пространственно-временной неоднородности на торфяных почвах
А.Д. Кирсанов
1 , А.А. Комаров
1 1 Агрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 19.02.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-143-155
Представлены результаты использования нормализованного разностного вегетационного индекса NDVI (англ. Normalized Difference Vegetation Index) для оценки развития многолетних трав в условиях пространственно-временной неоднородности на территории тестового мониторингового полигона, расположенного на северо-западе Российской Федерации (Ленинградская обл.) на торфяных почвах. Оценка проводилась с помощью данных дистанционного зондирования Земли и наземных почвенно-агрохимических исследований на полигоне площадью 9,5 га, разбитом на четыре элементарных участка. Изучение осуществлялось в разных по агроклиматическим условиям сезонах с помощью различных ресурсов (система «Вега-Science» и продукт LandViewer). С использованием комплексного анализа агроэкологической оценки состояния территории полигона за 5 лет выявлены основные лимитирующие факторы. Установлено, что в условиях значительной неоднородности параметров почвенного плодородия торфяных почв и изменчивости погодных условий с помощью только агрохимических методов весьма затруднительно прогнозировать продуктивность и сроки уборки урожая многолетних трав. При проведении агроэкологического мониторинга определена целесообразность использования индекса NDVI для оценки развития многолетних трав в условиях пространственно-временной неоднородности на торфяных почвах.
Ключевые слова: данные дистанционного зондирования Земли, вегетационный индекс NDVI, карта высот, агроландшафтные особенности, агроэкологический мониторинг, агрохимическая характеристика, торфяные почвы, урожайность, микрорельеф, гидротермический коэффициент (ГТК)
Полный текстСписок литературы:
- Вериго С. А., Разумова Л. А. Почвенная влага и ее значение в сельскохозяйственном производстве. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. 289 с.
- Гулинова Н. В. Методы агроклиматической обработки наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 174 с.
- Демьянов В. В., Савельева Е. А. Геостатистика: теория и практика. М.: Наука, 2010. 327 с.
- Захарян Ю. Г. Геостатистика: изменение климата и агротехнологии. СПб.: Наука, 2022. 455 с.
- Кирсанов А. Д., Комаров А. А. Агроэкологический мониторинг плодородия почв на примере полигона в хозяйстве ЗАО «Осьминское» Сланцевского района // Изв. Санкт-Петербургского гос. аграр. ун-та. 2021. № 4(65). С. 69–79. DOI: 10.24412/2078-1318-2021-4-69-79.
- Кирсанов А. Д., Комаров А. А. Целесообразность учета агроландшафтных особенностей при проведении агроэкологического мониторинга // Агрофизика. 2022. № 2. С. 1–6. DOI: 10.25695/AGRPH.2022.02.01.
- Кирсанов А. Д., Петрушин А. Ф., Комаров А. А. Оценка развития растительного покрова многолетних трав на основании сопряженных наземных измерений и данных дистанционного зондирования // Применение средств дистанционного зондирования земли в сельском хозяйстве. СПб.: Агрофиз. научно-исслед. ин-т РАСХН, 2018. С. 248–257. DOI: 10.25695/agrophysica.2018.2.18806.
- Комаров А. А., Суханов П. А. О мониторинге плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения в условиях Ленинградской области // Изв. Санкт-Петербургского гос. аграр. ун-та. 2010. № 21. С. 11–17.
- Комаров А. А., Захарян Ю. Г., Ирмулатов Б. Р. Оценка и аналитическая аппроксимация вариограмм для сельскохозяйственных полей в условиях Акмолинского региона Казахстана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 182–191. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-182-191.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9–31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31.
- Методические и организационные основы проведения агроэкологического мониторинга в интенсивном земледелии (на базе Географической сети опытов). М.: ВИУА имени Д. Н. Прянишникова, 1991. 356 с.
- Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. М., 1996. 15 с.
- Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М., 2003. 240 с.
- Методические указания по проведению регистрационных испытаний агрохимикатов и регуляторов роста растений. М., 2005.
- Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках. М.: Минсельхоз, 2006.
- Методические рекомендации по применению сульфата магния в сельскохозяйственном производстве. М., 2017. 27 с.
- Методическое руководство «Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий» / под ред. В. И. Кирюшина, А. Л. Иванова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.
- Парамонова Е. Ю., Щербакова Л. Ф., Наумов П. В. Анализ водоудерживающей способности природных и синтетических сорбентов // Изв. Самарского науч. центра Российской акад. наук. 2011. Т. 13. № 1(5). С. 1277–1279.
- Русанов А. М. Растениям необходим магний // Картофель и овощи. 2004. № 2. С. 16–17.
- Савин И. Ю., Симакова М. С. Спутниковые технологии для инвентаризации и мониторинга почв в России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 104–115.
- Синицина С. М., Данилова Т. Н., Тюкалов Ю. А. Состояние кормопроизводства на Северо-Западе РФ и приоритеты научного обеспечения отрасли // Ресурсосберегающие технологии в луговом кормопроизводстве: сб. науч. тр. СПб., 2013. С. 224–232.
- Суханов П. А., Комаров А. А., Кирсанов А. Д. Динамика изменения агрохимических свойств почв на тестовых полигонах Ленинградской области // Изв. Санкт-Петербургского гос. аграр. ун-та. 2013. № 33. С. 12–19.
- Федотов В. Л. Сравнительная характеристика биогеохимии магния в ландшафтах Белорусского Поозерья // Ученые записки УО «ВГУ им. П. М. Машерова». Естественные науки. Биология. 2008. Т. 7. С. 269–277.
- Cressie N. A.C. Statistics for Spatial Data. N. Y.: Wiley, 1993. 900 p.
- Gopp N. V., Savenkov O. A. Relationships between the NDVI, yield of spring wheat, and properties of the plow horizon of eluviated clay-illuvial chernozems and dark gray soils // Eurasian Soil Science. 2019. V. 52. No. 3. P. 339–347. DOI: 10.1134/S1064229319030050.