Влияние аэрозолей на лесорастительный покров в юго-западном регионе Азербайджана

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-3-130-139

Ключевые слова:

лесная растительность, аэрозоли, вегетационный индекс, AFRI-1600, NDVI, VCI, юго-западный регион Азербайджана

Аннотация

Загрязнение атмосферы антропогенными выбросами приводит к увеличению содержания в воздухе аэрозолей. Это вызывает искажения данных дистанционного зондирования Земли в видимых диапазонах. Таким образом, затрудняется использование вегетационных индексов, в частности нормализованного дифференциального индекса растительности NDVI. В связи с этим в последнее время возрос интерес к применению спутниковых снимков, полученных в коротковолновых инфракрасных диапазонах SWIR1 и SWIR2. В отличие от NDVI, при расчете индексов AFRI-1600 и AFRI-2100 учитываются значения этих диапазонов (вместо видимого красного). Поэтому данные индексы получили название индексов, свободных от аэрозолей. В статье рассматриваются вопросы одновременного использования индексов NDVI и AFRI. Исследования проводились в 3 районах, лежащих в югозападной части Азербайджана. В качестве исходных данных были взяты снимки 2000 и 2021 гг., полученные с помощью спутников Landsat-5 и Landsat-8 соответственно. Сканеры этих спутников имеют диапазоны 1600 и 2100 мкм. Исследование проходило в несколько этапов. На 1-м этапе были вычислены индексы AFRI-1600 и определены территории с высоким содержанием аэрозолей для указанных годов. Путем изучения динамики количества аэрозолей выделены участки 2 типов. Участки 1-го типа – те, на которых в 2000 г. содержание аэрозолей было высоким, но в 2021 г. опустилось. На участках 2-го типа ранее не фиксировалось высокое значение показателя, но в 2021 г. оно отмечено. Для обеих категорий получено значение индекса NDVI и проведена классификация покрытия участков. Результаты наложения карт индексов друг на друга показали, что рост содержания аэрозолей соответствует сокращению густоты растительности и, наоборот, понижение – увеличению этого показателя. Таким образом, повышенное содержание аэрозолей отрицательно влияет на состояние лесного покрова. Это подтверждается картами индекса состояния растительности VCI.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

В.М. Мамедалиева, Азербайджанское национальное аэрокосмическое агентство, Институт экологии

канд. геогр. наук; ResearcherID: AAC-5454-2021

Г.С. Гейдарзаде, Бакинский государственный университет

соискатель, ст. лаборант

Библиографические ссылки

Агаев Ф.Г., Алиева Г.В. Исследование влияния аэрозоля на точность определения нормализованного дифференциального водного индекса растений // Вестн. Алтай. гос. аграр. ун-та. 2013. № 9(107). C. 27–29. Agayev F.G., Aliyeva G.V. Study of Aerosol Effect on Determination Accuracy of Normalized Differential Water Content Index of Plants. Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo universiteta = Bulletin of Altai State Agrarian University, 2013, no. 9(107), pp. 27–29. (In Russ.).

Адамович Т.А., Ашихмина Т.Я. Аэрокосмические методы в системе геоэкологического мониторинга природно-техногенных территорий // Теорет. и приклад. экология. 2017. № 3. С. 15–24. Adamovich T.A., Ashikhmina T.Ya. Aerospace Methods in the System of GeoEcological Monitoring of Natural and Anthropogenic Areas. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology, 2017, no. 3, pp. 15–24. (In Russ.). https://www.doi.org/10.25750/1995-4301-2017-3-015-024

Береснев С.А., Грязин В.И. Физика атмосферных аэрозолей: курс лекций. Екатеринбург: Урал. ун-т, 2008. 228 с. Beresnev S.A., Gryazin V.I. Physics of Atmospheric Aerosols: A Course of Lectures. Ekaterinburg, Ural University Publ., 2008. 228 p. (In Russ.).

Гинзбург А.С., Губанова Д.П., Минашкин В.М. Влияние естественных и антропогенных аэрозолей на глобальный и региональный климат // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII, № 5. С. 112–119. Ginzburg A.S., Gubanova D.P., Minashkin V.M. Influence of Natural and Anthropogenic Aerosols on Global and Regional Climate. Rossijskij khimicheskij zhurnal (Zhurnal Rossijskogo khimicheskogo obshchestva im. D.I. Mendeleeva) = Russian Journal of General Chemistry, 2008, vol. LII, no. 5, pp. 112–119. (In Russ.).

Горбачева Е.Н. Программный комплекс ENVI – профессиональное решение для комплексной обработки мультиспектральных, гиперспектральных и радарных данных // Геоматика. 2013. № 2. C. 50–54. Gorbacheva E.N. ENVI Software – Professional Solution for Complex Multispectral, Hyperspectral and Radar Data Processing. Geomatika = Geomatics, 2013, no. 2, pp. 50–54. (In Russ.).

Ивлев Л.С. Механизмы образования и распада атмосферных аэрозолей и облачности и их экологическое значение // Биосфера. 2013. Т. 5, № 2. C. 182–210. Ivlev L.S. Mechanisms of Generation and Decay of Atmospheric Aerosols and Clouds and Their Ecological Significance. Biosphera = Biosphere, 2013, vol. 5, no. 2, pp. 182–210. (In Russ.).

Семейство программных продуктов ArcGIS. Режим доступа: https://studfile.net/preview/7154583/page:2/ (дата обращения: 18.04.24). ArcGIS Software Product Family. https://studfile.net/preview/7154583/page:2/ (In Russ.).

Чащин А.Н. Основы обработки спутниковых снимков в QGIS / Перм. гос. аграр.-технол. ун-т им. акад. Д.Н. Прянишникова. Пермь: ПрокростЪ, 2018. 47 с. Chaschin A.N. The Basics of Processing Satellite Images in QGIS. Perm State AgroTechnological University. Perm, Prokrost, 2018. 47 p. (In Russ.).

Buschmann C., Nagel E. In vivo Spectroscopy and Internal Optics of Leaves as Basis for Remote Sensing of Vegetation. International Journal of Remote Sensing, 1993, vol. 14, pp. 711–722. https://doi.org/10.1080/01431169308904370

Huete A.R. A Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI). Remote Sensing of the Environment, 1988, vol. 25, iss. 3, pp. 295–309. https://doi.org/10.1016/0034-4257(88)90106-X

Index DataBase. A Database for Remote Sensing Indices. Available at: https://www.indexdatabase.de/db/i-single.php?id=393 (accessed: 26.02.23).

Karnieli A., Kaufman Y.J., Remer L.,Wald A. AFRI – Aerosol Free Vegetation Index. Remote Sensing of Environment, 2001, no. 77, iss. 1, pp. 10–21. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(01)00190-0

Kaufman Y.J., Wald A.E., Remer L.A., Gao B.-C., Li R.-R., Flynn L. The MODIS 2.1-/spl mu/m Channel-Correlation with Visible Reflectance for Use in Remote Sensing of Aerosol. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1997, vol. 35, iss. 5, pp. 1286–1298. https://doi.org/10.1109/36.628795

Kogan F.N. Remote Sensing of Weather Impacts on Vegetation in NonHomogeneous Areas. International Journal of Remote Sensing, 1990, vol. 11, iss. 8, pp. 1405–1419. https://doi.org/10.1080/01431169008955102

Liu G.-R., Liang C.-K., Kuo T.-H. Comparison of the NDVI, ARVI and AFRI Vegetation Index, Along with Their Relations with the AOD Using SPOT 4 Vegetation Data. Terrestrial Atmospheric and Oceanic Sciences Journal, 2004, vol. 15, no. 1, pp. 15–31. https://doi.org/10.3319/TAO.2004.15.1.15(A)

NDVI: Normalized Differential Vegetation Index. Available at: https://eos.com/ru/make-an-analysis/ndvi (accessed: 26.05.22).

Sellers P.J. Canopy Reflectance, Photosynthesis and Transpiration. International Journal of Remote Sensing, 1985, vol. 6, iss. 8, pp. 1335–1372. https://doi.org/10.1080/01431168508948283

Sentinel-2 RS Indices. Available at: https://custom-scripts.sentinel-hub.com/custom-scripts/sentinel-2/indexdb/ (accessed: 20.11.21).

Tucker C.J. A Сritical Review of Remote Sensing and Other Methods for Non-Destructive Estimation of Standing Crop Biomass. Grass and Forage Science, 1980, vol. 35, iss. 3, pp. 177–182. https://doi.org/10.1111/j.1365-2494.1980.tb01509.x

Tucker C.J. Red and Photographic Infrared Linear Combination for Monitoring Vegetation. Remote Sensing of Environment, 1979. vol. 8, iss. 2, pp. 127–150. https://doi.org/10.1016/0034-4257(79)90013-0

Загрузки

Опубликован

14.06.2024

Как цитировать

Мамедалиева, В., и Г. Гейдарзаде. «Влияние аэрозолей на лесорастительный покров в юго-западном регионе Азербайджана». Известия вузов. Лесной журнал, вып. 3, июнь 2024 г., сс. 130-9, doi:10.37482/0536-1036-2024-3-130-139.

Выпуск

Раздел

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО