Форумы GIS-Lab.info
Геоинформационные системы (ГИС) и Дистанционное зондирование Земли
Индикаторы «здоровья» экосистемы, определяемые ДЗЗ
Индикаторы «здоровья» экосистемы, определяемые ДЗЗ
Сообщение Natalia Novoselova » 18 сен 2015, 20:16
Здравствуйте,
Мне необходимо собрать все возможные к выявлению параметры природных экосистем, определяемые или оцениваемые методами и данными Дистанционного Зондирования Земли.
Ниже приведен список того, что удалось найти по литературе и другим источникам. Прошу помощи специалистов – в дополнении этого списка, если есть чем дополнить.
Биоиндикаторы здоровья экосистемы, определяемые методами ДЗЗ
Производные характеристики от нагрева поверхности солнечным излучением
1.Температура поверхности;
2.Температура почвы на открытых участках
3.Контраст температуры поверхности (наибольшая разница температуры между пикселем и 8-ю смежными пикселях снимка)
4.Альбедо коэффициент
5.Точки тепла, точки холода поверхностной температуры
1. Влажность почвы
2. Температура почвы на открытых участках
3. Оптические, тепловые и диэлектрические свойства почвы
4. Дешифрирование заболоченных территорий и открытых водоемов
1.Вегетационные индексы
2.Фенологические вариации видов деревьев в разные сезоны года
3. (!)Биогеохимическое состояние растительного покрова. Химический состав листвы, растительной массы. Определение некоторых ключевых химических элементов, служащих индикаторыми здоровья экосистемы.
4.Отражательные свойства листвы (Reflectance properties of leaf)
5.Доминирующие виды в (для тропических биомов — вероятно, только на деградированных участках)
6. Тип растительности
7. Типы wetlends
8.Оценка здоровья растительного покрова, в т.ч. леса (при известном типе растительности)
9. Оценка числа всех видов растений на единицу площади (Есть работы, показавшие высокую положит. корреляцию между NDVI, reflectance и биоразнообразием растений (числе видов на ед. площади). Сделано для Тропиков и северов по AVIRIS и Landsat). [35, 40, 59]
1.Диаметр крон деревьев
2.Высота деревьев
3.Плотность древостоя
4.Возраст леса
5.Определение мест вырубок (свежих и старых),
6.Определение мест пожаров, выгоревших участков
7.Оценка здоровья растительного покрова, в т.ч. леса (при известном типе растительности)
8. Оценка уровня фрагментации непрерывного лесного полога (можно сравнивать по годам).
Параметры биомассы и цикла углерода
1. Leaf Area Index (LAI)
2.Fractional Photosynthetically Active Radiation (FPAR)
3.Above-ground biomass (kg of carbon per hectare)
4.Carbon flux (photosynthetic and respiratory activity )
5.Photosynthetic rate
Техногенное загрязнение
Выявление техногенного загрязнения на суше и водных объектах
Часть из параметров в списке — получена сложными методами при использовании гиперспектральных данных, ручной спектральной съемки и полевых измерений (выбрано из публикаций их конечный результат). То есть эта подборка — в целом, сами показатели имеют очень разную природу получения.
И сейчас меня интересует — что еще можно получить? Или, чтобы было бы крайне ценно, какие-то комментарии, детализация того, что есть в списке.
На всякий случай, это не «учебное» задание, а подготовка к описанию задуманного проекта для одной работы. Суть работы – в нахождении возможных методов ДЗЗ в сочетании с полевыми методами, которые позволят оценивать здоровье экосистемы ( health of ecosystem ), которое я определяю как меру приближенности состояния данной экосистемы к состоянию «идеальной» экосистемы этого типа (т.е. ненарушенной или слабо нарушенной антропогенным воздействием).
Иначе это можно назвать степенью деградации экосистемы.
Вообще, мой интерес – это тропики. Но собираю информацию обо всем возможном по всем природным зонам, так как на данном этапе такое разделение не важно, нужно понять, что есть и как это можно использовать.
В приложении – этот же список, но в виде таблицы Exel (на русском и английском). В ней (лист «Bioindicators-RS») видно, что каждому искомому биоиндикатору я ищу и конкретные техники и продукты ДЗЗ, которые можно использовать. Пока в начале, т.е. выписано там немного. Ищу сейчас по литературе.
Также в файле на втором листе — список найденных мной продуктов ДЗЗ. Я ищу среди ВСЕХ ВОЗМОЖНЫХ источников ДЗЗ (открытых и платных).
1. Мультиспектральные снимки (как открытые – среднего и низкого разрешения, так и платные – высокого и сверхвысокого разрешения)
2.Гиперспектральные снимки (точно также). Hyperion, HICO, AVIRIS. Не запущенные (EnMAP, HyspIR, ECOSTRESS)
3. LIDAR (пока его слабо изучила, но потенциал вижу большой)
4. Готовые производные продукты (геоданные), созданные на основе обработки одного или нескольких продуктов ДЗЗ. Пока я нашла следующие:
Вот по этому списку – если бы кто-то просмотрел и добавил (если есть что) такого же рода.. было бы очень хорошо.
3. Pan-tropical Forest Carbon Mapped with Satellite and Field Observations (Project of Woods Hole Research Center)
http://www.whrc.org/mapping/pantropical/modis.html
4. Carbon Storage in Tropical Forests (Project of NASA)
http://carbon.jpl.nasa.gov/index.cfm
Но мой основной вопрос сейчас только по самим биоиндикаторам. Что вообще можно определить методами ДЗЗ? Если будут добавления таких параметров – то интересуют ЛЮБОЙ ДЕТАЛЬНОСТИ. От широкого охвата до самого узкого. Главное – это «термин», как это называется на английском или русском, от чего мне искать. Дальше смогу изучить от термина по литературе – что это.
P. S. Понимаю, что вопрос «сложный», поэтому сильно не надеюсь, но если кто-то чем-то поможет — будет огромная польза, поэтому задаю его здесь.
Источник
Биоиндикация техногенного загрязнения экосистем в городских условиях : на примере г. Омска Норышева Рита Александровна
480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ‘, MOUSEOFF, FGCOLOR, ‘#FFFFCC’,BGCOLOR, ‘#393939’);» onMouseOut=»return nd();»> Диссертация — 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников
Автореферат — бесплатно , доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников
Норышева Рита Александровна. Биоиндикация техногенного загрязнения экосистем в городских условиях : на примере г. Омска : диссертация . кандидата биологических наук : 03.00.16.- Омск, 2006.- 148 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-3/176
Содержание к диссертации
Введение 4
Глава I. Обзор литературы
Проблемы техногенного загрязнения в регионах 9 нефтегазодобывающей и нефтехимической промышленности
Факторы, механизмы и процессы, приводящие к загрязнению 11 в системе: воздушная среда — почва — растения — человек
Поступление ТМ из атмосферы 15
Поступление ТМ из минеральных удобрений и с пестицидами 17
Поступление ТМ с осадками сточных вод 20
Факторы влияющие на подвижность ТМ в почвах 21
Эколого — физиологическая характеристика пшеницы 24
Поступление ТМ в растения 26
Толерантность растений к ТМ 31
Зависимость поступления ТМ в растения от содержания в почве 33
1.5. Нормирование ТМ в растениях и почве 35
Глава II Объекты, условия и методика проведення исследований
И. 1. Методика отбора проб снежного покрова и подготовка 44
ІІ.2. Методика проведения эксперимента 48
ІІ.2.1 Методика отбора проб семян пшеницы и подготовка 49
проб к эксперименту
Н.2.2. Общая схема вегетационных опытов 50
И.2.3. Методика проведения вегетационных опытов 51
Глава III. Результаты исследований
III. 1. Характеристика веществ техногенного загрязнения воздушной 53
среды по выпадениям атмосферных осадков и их нормирование
III.2. Характеристика аэротехногенного загрязнения воздушного 63
бассейна г.Омска по результатам изучения снежного покрова
Ш.З Результаты вегетационных опытов 72
Ш.3.1 Результаты вариантов опытов с семенами пшеницы сорт 72
Памяти Азиева Ш.З.2. Результаты вариантов опыта с семенами пшеницы сорт Терция 75 Глава IV Обсуждение результатов
IV. 1 Особенности использования, в целях проведения 78
биоиндикации, культурных растений
IV.2 Обсуждение результатов вегетационных опытов 81
Практические рекомендации 92
Список литературы 93
Введение к работе
В современных условиях развития научно — технического прогресса и стремительного потребления природных ресурсов приводит к ухудшению экологической обстановки. Поэтому все настоятельнее, на первое место выдвигается проблема охраны окружающей среды и изучения результатов антропогенного загрязнения.
Концентрирование промышленных и перерабатывающих предприятий, на ограниченной территории, увеличивает техногенные нагрузки на различные экосистемы и их структурные элементы. Причём, как отмечают авторы (Еловиков, Будылкина, 1989; Галкина, Коровин, 1989; Орлов, Малинина, Мо-тузова,1991; Ильин, Сысо, Конарбаева, Байдина, 1997; Малина, Шленская, 1999; Прокошева, 2000; Ильязов, 2001) результаты этого воздействия могут стать необратимыми.
Без принятия жестких мер экологическая ситуация полностью выйдет из под контроля, поставив уже в ближайшее время под угрозу само существование человечества (Алексеенко, Конычев, Панченко, 1989; Гузев, Левин, 1991). Поэтому перед экологами всегда стоит задача, поиска путей решения острого противоречия между непрерывно возрастающими масштабами деятельности человека и необходимостью сохранения природной среды.
Поверхностный слой почвы подвергается как локальному, так и региональному загрязнению (Жигаловская, 1980; Голдовская, 2005), вследствие воздушного переноса поллютантов на большие расстояния. Идёт загрязнение почв в промышленных (Амосова, Трофимов, Суханова, 1999; Малина, Шленская, 1999; Прокошева, 2000) и сельскохозяйственных районах (Кудло, 1976; Орлов, Малинина, Мотузова, 1991).
Техногенные вещества поступают в атмосферу в составе газообразных выбросов, в виде пыли, попадают со сточными водами в водоёмы. Из воды и атмосферы переходят в почву. Накопившись в почве и биоте, в количествах превышающие допустимые величины, передвигаются по трофической цепи.
Перечень загрязняющих веществ, поступающих в культурный ландшафт, растёт из года в год и зависит в большей степени от характера человеческой деятельности в данном регионе (Анохин, 2000; Синдирёва, 2003). Поэтому своевременное выявление техногенеза и возможность его точной и быстрой оценки, помогает решать многие вопросы практического характера.
Важное условие охраны почв и растений, от избыточного накопления загрязняющих веществ, это строгое нормирование на различном уровне антропогенной нагрузки — от регламентации техногенного воздействия на ландшафт в целом до установления санитарно (ветеринарно) — гигиенических норм в растительной продукции (Елпатьевский, 1982; Зырин, Каплунова, Сер-дюкова, 1985,1992).
В последние годы все больше внимания уделяется проблеме экологического нормирования. Такая необходимость диктуется ускоренным процессом деградации окружающей среды, так как гигиенические нормативы, ориентированные на человека, не обеспечивают безопасность некоторым видам животного и растительного мира, которые более чувствительные (Евсеева, Фролова, Куприянова, 1999) к воздействию вредных факторов, чем человек.
Поэтому особую значимость при оценке техногенного загрязнения окружающей среды имеет реакция низших организмов, которая даёт возможность судить о чистоте или загрязнённости окружающей среды и принимать соответствующие меры, направленные на сохранение почвенного плодородия и гигиенического качества растениеводческой продукции (Борисков, 2000). Сравнение растений, развивающихся в условиях химически изменённой окружающей среды, с растениями, произрастающими в условиях фона, выявляют характер последствий таких изменений.
Загрязнение атмосферы, почвы и воды в культурных ландшафтах вызывает тревогу не только потому, что может снизиться продуктивность растений, нарушить естественно сложившиеся фитоценозы, но и главным образом потому, что неизбежно ухудшает гигиеническое качество среды обитания человека, включая и качество продуктов сельского хозяйства.
В связи с этим, не менее актуальным является изучение загрязнённости сельскохозяйстенных культур, так как 70-80% от общего количества ТМ, поступающих в организм человека приходиться на растительную продукцию (Староверова, 2000; Ильязов, 2001).
Первоочередная задача заключается в изучении возникающей ситуации и в умении противодействовать негативному развитию процесса загрязнения окружающей среды. Для этого необходимо оценить потенциальную опасность и закономерности поведения различных загрязняющих веществ в системе почва-растение. А так же характер и интенсивность включения их в пищевые цепи. И не менее важным является расширение и обновление перечня существующих загрязняющих веществ, как для человека, так и для отдельно выделенных объектов экосистемы (Коплан-Дикс, Алехова, ).
В настоящее время в нашем регионе, зоне интенсивного ведения сельско
го хозяйства, созданы серьёзные предпосылки загрязнения окружающей сре
ды продуктами производства и жизнедеятельности людей. Недостаточно раз
вит контроль над изменениями геохимического фона, вследствие воздействия
техногенных факторов и в самом городе. По данным аналитических исследо
ваний в г.Омске установлена высокая степень загрязнения почв и почвенных
грунтов городской территории ТМ. Площади с превышением ПДК в почве РЬ,
Zn, Ni, Cd, Си и As занимают 30-70% городской территории, выходя за её пре
делы в сельские регионы, вдоль основных автомагистралей (Состоя
ние 1996,1998). Агроландшафты Омска и области в определённой мере не
сут техногенную нагрузку. Почвы сельскохозяйственного назначения не все
гда соответствует необходимым требованиям для выращивания экологически
чистой продукции. Поэтому необходим контроль, за поступлением различ
ных загрязняющих веществ в экосистемы, выявление опасных источников,
зон загрязнения и принятие мер по их устранению.
Назревшая необходимость решения этих вопросов предопределила цель, задачи и выбор объектов исследования.
Цель исследований: выявление уровня аэротехногенного загрязнения в городских условиях биоиндикационным методом по данным изучения снежного покрова (на примере г. Омска).
Исследовать аэротехногенное загрязнение снежного покрова в городских условиях.
Изучить комплексное влияние ионного состава снеговой воды на процесс роста и развития семян яровой пшеницы (lutescens) широко используемых в условиях изучаемого региона — сорт Памяти Азиева и сорт Терция.
Разработать практические рекомендации по использованию метода биоиндикации экологического состояния окружающей среды.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования. На основе комплексного биоиндикационного и физико-химических методов анализа снеговой воды выявлены вещества загрязняющие атмосферу в городских условиях (на примере г.Омска) и определено их влияние на эко-лого — физиологические характеристики семян пшеницы.
Впервые используются сорта зерновых культурных растений в биоиндикации атмосферных осадков, что позволяет расширить перечень биоиндикаторов используемых в условиях техногенного загрязнения окружающей среды.
На основе вегетационных опытов установлен уровень влияния и определены зависимости величин загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферных осадках. Полученные результаты позволяют дополнить в биологические характеристики сортов пшеницы данные по устойчивости их к техногенному загрязнению и в дальнейшем расширить задачи селекции при создании сортов с большими адаптационными возможностями.
Положения, выносимые на защиту.
1.Выявлены уровни аэротехногенного загрязнения на изучаемой городской территории северо-западного промышленного узла и вдоль крупных автомагистралей, которые по данным анализа снеговой воды значительно ниже норм ПДК для вод хозяйственного применения. Однако установлено, что уже
на этом уровне существенно проявляется негативное влияние загрязняющих веществ на растения — индикаторы.
Рекомендации по использованию разработанной методики биоиндикации качества снеговой воды с применением семян культурных зерновых растений.
Рекомендации по использованию результатов исследования для дополнения их в биологические характеристики сортов пшеницы Памяти Азиева и Терция по степени устойчивости к уровню техногенного загрязнения.
Практическая значимость. Полученные результаты имеют прикладное значение по использованию эколого — физиологических характеристик зерновых культурных растений при оценке аэротехногенного загрязнения в изучаемом регионе.
Для использования в практических целях составлены рекомендации по оценке степени биологической устойчивости семян пшеницы сорт — Памяти Азиева и сорт — Терция к воздействию и уровню техногенного загрязнения в условиях региона.
Результаты используются в преподавании дисциплин экологического цикла (прикладная экология, экологический мониторинг, растениеводство) в ОмГПУ, ОмГАУ и могут быть использованы в подготовке методических пособий и рекомендаций.
Источник