Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год
Дистанционный контроль различных типов ранней стадии стресса различных растений
Григорьева О.В. (1), Груздев В.Н. (2), Дроздова И.В. (3), Шилин Б.В. (2)
(1) Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия
(2) Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
(3) Ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия
В последние десятилетия в связи с существенным увеличением техногенной нагрузки на окружающую среду весьма актуальна разработка эффективных методов дистанционной диагностики этой нагрузки. Особенно это важно для случаев разового кратковременного вредного воздействия на растения неблагоприятных факторов, когда у растений не возникает видимых морфологических изменений. При этом такая диагностика имеет не только фундаментальное, но и практическое значение, при обнаружении техногенного воздействия на ранних стадиях и принятии своевременных мер для его устранения.
В докладе приводятся результаты измерений аномалий коэффициента спектральной яркости (КСЯ) при воздействии таких стрессоров как тяжёлые металлы (меди, кадмия, цинка), ионизирующие излучения, нефтепродукты, механические повреждения. В качестве объектов исследований были выбраны фасоль, клён, дуб и др. Изучение закономерностей изменений спектральных характеристик при воздействии стрессоров проводилось в строго контролируемых условиях оранжереи, что наиболее достоверно по сравнению с полевыми измерениями. При этом использовались современные спектрорадиометры с выносной головкой с осветителем и преемником Spectral Evolution PSR-3500 и PSR-1100, которые минимизируют зависимость результатов от условий проведения экспериментов.
При внезапном кратковременном воздействии неблагоприятных факторов, проявляющихся в виде стресса у растений в короткие сроки – от нескольких до десятков часов – возникают спектральные аномалии в ближнем инфракрасном диапазоне 750…1000 нм до появления у растений видимых морфологических изменений. В основном зафиксированы отрицательные аномалии (понижения КСЯ) из-за угнетающего воздействия на растения большинства стрессоров, хотя и наблюдаются в ряде случаев положительная аномалия в виде инверсии яркостных контрастов. Аномалии могут быть положительные и отрицательные в зависимости от вида растения и длительности воздействия. Величина спектральной аномалии и длительность её существования позволяют сделать уверенный вывод о возможности обнаружения и картографирования площадей растений, поражённых стрессом, по данным аэрокосмических видеоспектральных систем высокого пространственного и спектрального разрешения.
Ключевые слова: стресс растений, спектральные характеристики, видеоспектрометры, спектрорадиометрыДистанционное зондирование растительных и почвенных покровов
416