Тезисы Басыгысова В.А.

wwf 14 декабря 2004 19:58:56

******* Проект Экологическое Содружество: www.ecocoop.ru *******


Возможности использования вегетационного индекса (NDVI) для комплексной оценки состояния лесных экосистем.
Басыгысов Валерий Анатольевич
Россия, Республика Саха (Якутия), г.Олекминск, 11 класс, СОШ № 1
Рожкова Ольга Юрьевна, Директор Центра научно-исследовательской работы школьников, к.б.н.
Рожков Юрий Филиппович, Зам. директора по НИР Олекминского государственного заповедника,к.х.н.
Центр научно-исследовательской работы школьников.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
Постановка проблемы
Более 80% территории Олекминского улуса занято лесами. С помощью космических снимков можно оперативно получить сведения о состоянии лесных экосистем и их продуктивности. Для Олёкминского улуса актуальной является проблема характеристики состояния и инвентаризация лесов, поэтому темой своего проекта мы выбрали: "Возможности использования космоснимков при характеристике состояния лесов Олекминского улуса" Наши исследования являются продолжением работы по дешифрированию космоснимка территории Олекмиского заповедника, выполненной в 2002-2004 гг .
Цель: определить вегетационный индекс и продуктивность разных типов леса Олекминского улуса.
Задачи: -Провести полевое дешифрирование космических снимков, выявить характерные типы леса в изучаемом районе
-Провести камеральное дешифрирование космических снимков, рассчитать индекс вегетации и продуктивность
- Показать возможности использования модулей пакета программ ARCVIEW Image Analysis, Spatual Analist при классификации снимка, выделении различных типов леса, возможности расчета вегетационного индекса и его использования при расшифровке состояния лесного фонда;
-На основе полевых маршрутных исследований получить характеристику типичных лесов Олекминского улуса;
-Определить продуктивность; провести сравнительный анализ типичных лесных участков Олекминского улуса.
Объект исследований: лесные экосистемы Олекминского улуса
Предмет исследования: характеристики лесных экосистем
Научная и практическая значимость Задачи оперативного спутникового мониторинга природных ресурсов, исследование динамики протекания природных процессов, прогнозирование возможных последствий и выбора способов предупреждения чрезвычайных ситуаций являются актуальной технологией сбора информации о интересующей нас территории. Эта технология обеспечивает принятие правильных и своевременных управленческих решений.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Материалы и методы. Основой для работы послужили данные, собранные во время наших летних экологических школ 2002-2004 годов. В 2002 - 2003 году исследования проводились на базе научного стационара Джикимда Олекминского заповедника. В 2004 году были заложены три полигона школьного экологического мониторинга в разных типах пригородных лесов Олекминска (в радиусе 5-40 км. от г. Олекминска), были обследованы типичные экосистемы суходольных и пойменных лугов.
Основным методом работы является метод камерального и полевого дешифрирования космоснимков. В работе были использованы августовские космоснимки полученные со спутника Landsat 7 ETM+.Эколого-биологическую характеристику разных типов леса определяли, используя вегетационный индекс. Алгоритм расчета NDVI встроен практически во все распространенные пакеты программного обеспечения, связанные с обработкой данных дистанционного зондирования (Arc View Image Analysis, ERDAS Imagine, ENVI, Ermapper, Scanex MODIS Processor, ScanView и др.), мы использовали программу Arc View Image Analysis.
Во время маршрутного обследования было сделано 60 геоботанических описаний разных типов леса.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. С использованием инструмента "классификация" модуля IMAGE ANALIST пакета программ ArcView мы провели дешифрирование космических снимков на уровне групп типов леса: сосняки, березняки, ельники и лиственничники.
2. В зависимости от состояния увлажнения были описаны группы типов леса: сухих, влажных, сырых условий местопроизрастания.
Изучаемые районы представлены: лиственичниками, сосняками и березняками разных типов. Для лиственничников сухих условий местопроизрастаний характерны толокнянкого-лишайниковые и бруснично-лишайниковые лиственничники. Наиболее распространенным типом влажных условий произрастания, является лиственничник брусничный. Лиственничники сырых мест произрастаний преимущественно голубично-моховые.
Для сосняков сухих условий местопроизрастания характерны такие типы леса как толокнянковые и лишайниковые сосняки. Для средневлажных и сырых мест произрастаний характерно увеличение доли травянистого яруса. В этих условиях произрастания, нами были выявлены такие типы: сосняк разнотравно-хвощовый, разнотравно-брусничный, багульнико-брусничный сосняк, голубично-лишайниковые сосняки.
3. С использованием инструмента "Индекс вегетации" выполнено картирование территорий, покрытых космическими снимками по индексу вегетации (NDVI) и сделана сравнительная характеристика различных объектов, выявленных на снимке.
4. Участки с отсутствием вегетации представлены нам свежими гарями- отрицательные значения NDVI (-0,26-0,345). Отсутствие вегетации отмечено: у рек, озёр и каменистых осыпей -0,366-0,15. Слабая вегетация характерна для населённых пунктов -0,025+0,025, Для травянистых экосистем полей и лугов NDVI также невысоко от +0,025 до +0,100.
Среди лесных экосистем наиболее слабой вегетацией представлен еловый лес +0,1+0,15, затем идут лиственничные и сосновые леса от +0,1+0,35 ,и наиболее активная вегетация прослеживается у вторичных лесов +0,25+0,35 , пойменных ивняков +0,26+0,3 и зарастающих гарях +0,25+0,35.
5. Существует устойчивая корреляция между показателем NDVI и продуктивностью для различных типов экосистем. Исходя из этого, нами по методу наименьших квадратов было рассчитано уравнение зависимости между этими двумя показателями:
У= 1490 Х , где У- продуктивность экосистемы в г / м2 / год; х - значение NDVI.
6. Установлена связь между продуктивностью лесов и состоянием увлажнения. Среди сосняков наибольшая продуктивность характерна для сосновых лесов сырых мест произрастания - 432,9 г / м2 / год, наименьшая для сухих сосняков - 128,6 г / м2 /год.
Таким образом, проведенные иследования показали, что NDVI отражает эколого-биологические характеристики древостоя и его можно использовать как комплексный показатель, для характеристики состояния разных типов лесов.


--
Best regards,
wwf mailto:wwf@olekma.sakha.ru