Седьмая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16-20 ноября 2009 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
VII.F.134
Исследование динамики посевов сельскохозяйственных культур на основе наземных, спутниковых данных и математической модели продуктивности растений
Письман Т.И., Пугачева И. Ю., Сидько А.Ф., Шевырногов А.П.
Институт биофизики СО РАН
В работе проведено комплексное использование данных дистанционного зондирования Земли из космоса, полевых исследований и математической модели прогноза продуктивности растений. На первом этапе были обработаны результаты полевых исследований сезонной динамики сырой надземной фитомассы пшеницы на территории юга Красноярского края (Минусинский район). На втором этапе в результате обработки данных космических исследований была получена динамика значений NDVI на территории, засеянной пшеницей. Третий этап состоял в построении и исследовании математической модели сезонной динамики продуктивности агрофитоценоза пшеницы: продукции суммарной чистой (вегетативной и генеративной) биомассы и отдельно биомассы генеративных органов.
В течение вегетационного сезона 2006 г. стандартными геоботаническими методами на стационарных площадках изучались агрофитоценозы пшеницы. Координаты участков зарегистрированы с помощью GPS-навигатора. Пробы для взвешивания сырой надземной биомассы отбирались в течение вегетационного сезона в 3-5 кратной повторности с площадок 1×1 м2.
Для оценки фотосинтетически активной биомассы использовался нормализованный дифференциальный индекс растительности - NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Расчет NDVI основывается на данных спектрорадиометра Modis-Terra с пространственным разрешением 250 метров.
При моделировании продукции генеративной части фитомассы пшеницы были учтены некоторые особенности развития агроценоза – существование зависимости прироста биомассы генеративных органов от прироста биомассы вегетативных органов.
Далее на основе сопоставления результатов спутниковых измерений (динамики NDVI), теоретических и экспериментальных результатов сезонной динамики чистой фитомассы агрофитоценоза пшеницы и фитомассы генеративных органов была проведена оценка возможности прогноза урожайности сельскохозяйственных культур.
Показано, что сочетание этих трех этапов позволяет отделить «засорение» от чистой продукции агроценозов и разделить продукцию вегетативной и генеративной биомассы агроценозов.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 09-07-00026) и Программы Президиума СО РАН № 23 «Биоразнообразие», раздел 34.
Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов
291