Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование материалов спектрометрической съемки для выделения переувлажненных участков долговременных культурных пастбищ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Использование материалов спектрометрической съемки для выделения переувлажненных участков долговременных культурных пастбищ"

Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР

В/О "Союзводпроекг"

Всесоюзный Государственный ордена Трудового Красного Зйамени головной проектно-Езыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию водохозяйственных и мелиоративных объектов имени Е.Е.Аленсеевского "Союзгшгроводхоз"

На правах рукописи

УДК 633.2.038:631.621:528.71

ЖИРЁХИН Владимир Иванович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ СПЕКТРОьШТЖВСКОа СЪЕМКИ ДЛЯ БВДЕШЕНИЯ ЕЕРЕУВМЫШШЫК УЧАСТКОВ ДОЛГОВРЕМЕННЫХ КУЛЬТУРНЫХ

ПАСТБИЩ

Специальность 06.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1968

Работа выполнена в Калининском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте (КПИ) и в институте "Союз-гшгроводхоз".

Научный руководитель - доктор географических наук

Тшнельников Ю.С. Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Виноградов Б. В.; кандидат технических наук Харитонов В. А.

Ведущая организация - Почвенный институт им. В. В.Докучаева

Защита диссертации состоится "Л&Р Л'Гг&ЪЛ^? 1988 г. в № часов на заседании специализированного совета К. 099.08.1 во Всесоюзном Государственном ордена Трудового Красного Знамен головном проектно-изыскательскоы и научно-исследовательском институте по проектированию водохозяйственных и мелиоративных объектов имени Е.Е.Алексеевского по адресу 129344, г.Москва, Енисейская улица, 2.

С диссертацией маяно ознакомиться в библиотеке института "Согзгипроводхоз "

Автореферат разослан " Х988 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, к.т.н.

Зубкова Н.Г.

О; стая ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

серглц'-..-! '

......" ^г?'а1ЬНогтъ работы. В решениях ШП съезда КПСС, в постановлении ЦК КПСС и Согета Министров СССР "О долговременной программе мелиорации, повшении эффективности использования мелиорируемых земель в целях, устойчивого наращивания продовольственного фонда сараны" указывается на необходимость ускорения научно-технического прогресса в мелиорации. Одной из ванных задач является поиск новых оперативных методов сбора и обработки лнсрормашп о состоянии мелиорируемых земель.

В настоящее время на мелиорируемых землях Нечерноземной зоны РСФСР насчитывается свыше 1,5 млн. га долговременных культурных пастбищ (ДКП) и сенокосов. В целях обеспечения высокой продуктивности культурных травостоев, осушенные земли необходимо поддерживать в хорошем мелиоративном состоянии, своевременно выявлять и устранять переувлажненные участки, оперативно выполнять ремонт шш реконструкции осушительных систем.

Важную роль в системе оперативного получения информации о состоянии сельскохозяйственных угодий играет метод етектрсметрз-ровашя, физическая предпосылка которого закличается в зависимости спектрального коэффициента яркости (СКЯ) системы почва-раста-тельность от видового состава и состояния растительного покрова, а от особенностей почв (Ю.С.Толчельников, 1974; Б.В.Виноградов, 1976, 1984; В.И.Еачкулик, М.В.Ситщосова, 1381; Н.Г.Харзк, 1980; К.Я.Кондратьев, П.П.уедченко, 1982, 1986; А.Д.Клещенко, 1363; В.Л.Андроников, Т.В.Королик, 1985).

Актуальность диссертационной работы заключается в разрасо?-яо вопросов использования материалов дистанционного спектрометрического зондирования при осуществлении контроля за келиоракш-йки состоялись большой площади калпораЕуемнх сеяьскохозяЗетвен-сих угодаЗ.

диссертационная работа выполнена в составе темы УЛ.36.1.08 проблемы плана НИР и ОКР Госкоыгидромета СССР "Разработать и осуществить эксплуатацию методик сбора опорных данных для информационного обеспечения и тематической обработки в период ЯКИ и статного режима ИСЗ".

Цель и задачи исследований. Основной целью работы является изучение формирования спектральной отрагательной способности культурных пастбищ для разработки аэроспектрометрического метода выделения переувлажненных участков ДКП. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: I. Изучить водный режим почв ж состояние растительного покрова на эффективно осушаемых и переувлажненных участках ДКП; 2. Получить наземные и авиационные спектральные характеристики системы почва-растительность вышеназванных участков в зависимости от: а) степени отравленности травостоя; б) влажности активного слоя почвы; в) степени закочкаренности поверхности; г) обилия в травостое растений определенной экологической группы; д) сезонных изменений растительного покрова; 3. Провести наземное картирование переувлажненных участков ДКП и составить карты тех же участков с использованием материалов азроспектрометрической съемки; 4. Разработать практические рекомендации по использовании материалов аэроспектрометрической съемки при мелиоративном обследовании ДКП.

Объект исследований. Основой работы является материал, подученный автором в 1983-1985 гг. на 3 ДКП Сахаровсхого полигона (Калининская область). По своим природным условиям, видовому составу травостоя, а такхе по проведенным на ДКП мелиоративным мероприятиям изучаемые объекты характерны для культурных пастбищ Нечерноземной зоны РСФСР.

Научная новизна, в результате проведенных исследований полу-

чены зависимости СКЯ долговременных культурных пастбищ от степени отравленности травостоя, влажности активного слоя почвы, закоч-каренности поверхности, обилия в травостое гигрофильно;: раст;-- . тельности, Определены зоны электромагнитного спектра, наиболее информативные для выделения переуалаяненных участков ДКГх. Оделены период времени и состояние ДКП, наиболее благоприятные для проведения аэроспектрдаетрической съемки.

На защиту выносятся:

- закономерности формирования спектральной отражательной способности долговременных культурных пастбищ;

- методические рекомендации по использованию материалов азроспектрометркческой съемки для выделения переувлажненных участков ДКП.

Практическая аенкдсть. Выявленные закономерности и разработанные методические подходы позволяют использовать материалы аэроспектрометрирования для выделения переувлажненных участков ДКП. Практическая ценность предлагаемого метода заключается в совершенствовании контроля за мелиоративной обстановкой на болыаих площадях долговременных культурных пастбищ Нечерноземной зоны РСФСР, в увеличении производительности мелиоративного обследования, а также в снижении материальных затрат.

Реализации результату исследований. Результаты исследований использованы в АПК Калининской области при мелиоративном обследовании ряда долговременных культурных пастбищ, организованных на мелиорируемых землях. Ожидаемый экономический эффект составил 7 тнс.р. Методические разработки по использованию материалов аэроспектрометрирования включены в "Рекомендации по мелиоративному освоению земель под культурные пастбища и сенокосы" (М., Совз-гипроводхоз, 1988).

Длробапия. Основные положения диссертационной работы логла-

давались на Всесоюзном совещании "Аэрокосмические методы в почвоведении и сельском хозяйстве" (г.Москва, 1987), на Межведомственном координационном совещании "Проблемы прогнозного почвенно-мелиоративного картографирования" (г.Москва, 1987). По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы из 180 наименований. Содержание работы лзлолсено на 140 страницах, из которых 43 занимает иллюстративный \гра(Ьнеский) материал. Диссертация содержит 8 таблиц в основном тексте и 4? приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 3 первой главе рассмотрены вопросы создания и эксплуатации культурных пастбищ на мелиорируемых землях, показано отношение сеяных видов трав к водному режиму почвы, приводятся оптимальные нормы и способы осушения, рассмотрена индикационная роль экологических груш растительности ДКП.

В современном сельскохозяйственном производстве особое внимание должно быть обращено на производство высококачественных, »

полноценных по своим пищевым достоинствам кормов, не требующих больших затрат труда на жх производство. Травостой культурных пастбищ отвечает всем этим требованиям. При создании культурных пастбищ предусматривается осушение и окультуривание почв, обустройство территории, комплекс агромероприятий по создании и уходу за травостоем, применение загонной пастьбы скота.

Для получения высоких и устойчивых урожаев многолетних трав необходимо прежде всего отрегулировать водный разим почвы в со-оте-этсте:!И с требованиями выращиваемых травоомесеЦ. В результате строительства осупмтельно;! сетз улучшатся водный, воздуштй, тепловой рпочвы. Вопросы оптсиазациа водно-воздуакого роет,а почвы ДКП изложены в трудах А.К.Костяком, Р.'Л.Тоомрв,

Д.А.Иванова, Н. Г. Андреева, К.А.Куркина, В.Д.Лопатзна, И.К.Морозовой, Х.Н.Старикова, Л.Г.Козлова и др. тноголетнпе травы, составляющие травостой культурного пастбища, лучше всего произрастают, когда влажность активного слоя почвы составляет 60-85^ от полной влагоемкости (ПВ). Средней оптимальной нормой осузекня на почвах минерального состава считаит для пастбищ 0,7-0,8 к. Продолжительное стояние почвекно-грунтовых вод в активном слое почвы резко ухудшает его аэрацию. При этом сеяные травы, явля-нциеся типичными мезофитами, выпадают из травостоя и заменяются видai.tr!, более приспособленные к существованию в условиях обильного увлажнения. Развиваются осоки, ситники, гигрофильные злаки и разнотравье. Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что для выделения переувлажненных участков сельскохозяйственных угодий широко используются индикационные свойства растительного покрова.

Традиционные методы получения информации о мелиоративном состоянии осушенных земель, основанные на дискретных наземных измерениях определенных параметров почв и растительности не отвечают современному уровню развития науки и техники, ввиду низкой точности и малой оперативности. Широкие возможности получения точной, экспрессной и объективной информации о мелиоративной обстановке представляют дистанционные методы, позвашотцие выявлять многие свойства почв и растительного покрова. Физической основой дистанционного зондирования земельных угодий является взаимодействие электромагнитных волн с элементами системы почва-растительность. В видимой и ближней инфракрасной (ИК) зонах спектра в радиационном переносе доминируют явления пропускания и рассеивания излучения, а в тепловой области спектра - пропускание и собственное излучение. На фиксации спектров излучения, взаимодействующих с природными объектами, и основаны дистанционные методы.

Ъо второй глава приведен анализ результатов исследований спектральной отражательной способности растений различных экологических груш, проведенных Е.Л.Криновым, А.К.Прошщым, И.А, Шульгиным, А.&.Клешканым, Б. В. Виноградовым, Ю. С.Толчельниковкм, Н.Г.Лариным, Е.С.Арцыбашевым, С.В.Беловым, Е.А.Галкиной, Н.С.Пан-кратьэЕой и др. Рассмотрены основные факторы, оказывающие влияние на формирование спектральной отражательной способности ДКП.

3 третьей главе дана природно-мелиоративная характеристика объектов исследований, приведены состав, методика и технические средства наземных наблюдений за водным режимом почвы и состоянием травостоя, а такае дистанционных измерений спектральной отражательной способности ДКИ.

Объекты исследований расположены в зоне с умеренно континентальным климатом. Он характеризуется сравнительно теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выражениши переходными периодами. Анализ многолетних данных показал, что число лег с осадками за вегетационный период более 400 ил (вдаишо годы) составляет АЪ%, с осадками 301-400 мм (средние годы) ЪЪ%с осадками тте 300 мм (засушливые годы) 22$ всох лет наблюдений.

По существующему геоморфологическому делению объекты приурочены к северной части Волго-Тверецкой зандровой низины. Рельеф сглаженный, слегка волнистый. Наиболее распространены на объектах дерново-среднеподзолистые глееватые почвы.

Территория ДКП осуиается закрытыми коллекторно-дренаяашш системами. Рэгулзрувдая сеть запроектирована систештической из гончарных труб диаметром 50 мм. Расстояния между дренами колеблются от 12,0 до 20,0 к. Трассы открытой проводящей сети приурочены к пошненЕкм участкам рельефа.

Наблюдения за водным режимом почвы и состоянием растительного покрова ДКП проводшшсь согласно общепринятым методика-,:.

Изучение спектральной отражататьной способности ДКП выполнялось как наземным, так и авиационным спектрометрированием. Измерения велись с иомощыэ интерференционного спектрометра АС-1. Ввделенив рабочих участков спектра осуществлялось набором интерференционных светофильтров, имевдих максимумы пропускания на длинах волн 414,426,490,536,565,590,519,665,690,735,760,775 нм. Статистическая обработка результатов спектрометрированля заг»тЕ>-чалась в нахождении средних значений спектральных коэффициентов яркости (СКЯ), а также области разброса индивидуальных значон~1 изучаемого параметра (СИ) на 5'^-ном уроше значимости. Для привязки результатов авиационного спектрометрироззнля на территории ДКП бшш выделены специально оборудованные тестовые участки (ТУ).

В четвертой главе приводятся результаты исследований я дан их анализ. Проведенными в 1983-1985 гг. исследованиями растительного покрова и водного режима почв ДКП установлено, что травостой эффективно осушаемых участков состоит из кезос^тов с рыхлокустовым, корневищным и плотнокусговым типами развитая, хорсаей кормовой ценностью. Травостой здесь слагается злакозе-бобово-разнотравиой ассоциацией.

В травостое переувлажненных участков преобладают многолетние растения семейства осоковых, а таете гигро^атныо злаки и разнотравье, имеющие низкое корковое достоинство. Участки ДКП с растительными сообществам, отличающимися преобладанием в травостое гигрск^и то в, характеризуются продолхителышм стоянием уровня почвешо-грунтовых вод в активном слое почвы, а такта влажностью поверхностного слоя лочен, бллзкоЛ к полной влаго-емкосга. Переувлаетение почв каблвд&лось как во влажном

1985 году, таг. и в средних по влажности 1983 и 1984 гг. В среднем за вегетацию уровень почвенно-грунтовых вод находился на глубине 0,23 и. Основными причинами низкой эффективности действия осушительной сети на этих участках является неудовлетворительное состояние дренажа, слабый уровень организации поверхностного стока и некачественное выполнение запроектированных агромелиоративных мероприятий.

В ходе проведенных исследований была изучена спектральная отражательная способность наиболее часто встречающихся в травостое культурных пастбищ мезо^итных и гигрофитных растений: 5 видов злаков, 2 видов бобовых, 3 видов осок, I вида ситника, 5 видов разнотравья. Изучалась также спектральная отрагательная способность побегов ивы и осины. По спектральной яркости виды растений разделились на две экологические группы: мезофиты, служащие индикатором эффективного действия осушительной сети, и гигрофиты -индикатор переувлажненных участков ДКП. Гигрофиты отличаются от мезофитов более низкими значениями СКЯ в видимой области спектра и более высокими в ближней ИК зоне спектра. Экологические группы растительности ДКП статистически значило разделяются в зеленой зоне спектра (длины волн 536- и 565 нм), а такне в бликней ИК зоне (длины вода 760 и 775 нм). Максимальное перекрытие доверительных интервалов СКЯ зафиксировано в ¡фасно! зоне спектра на длине волны 665 нм (рис.1).

Вторил существенным фактором, влияющим на формирование спектральной отражательной способности системы почва-растительность, является количество над з еж ой растительной массы. Травостой культурных пастбищ в течение вегетационного периода испытывает многоразовое стравливание скотом. Это приводит к вариабельности количества надземной биомасса в пределах одного угодья.

АО

г Л

мешфиты

-гигрофиты

II

В результате проведенных исследований получена зависимость СКЯ долговременных культурных пастбшц от степени отравленности трзвостоя, которая оценивалась по 5-багтыюй нка-ле, принятой в агро:.;етеослу^бе. 1!з графика (рис.2) следует, что с увеличением отравленности травсстол слектрдлыгая оттп.'.чательная способность ДКП в ближней ¡л зоне спектра на длине волны 775 км падает, например, ш переуглат-пеннкх участках с 39,3 до 20,2%, а в бшг.с.гой облает;: спект]в (длина волки 535 возрастает с 5,3 до 13,4£. Пастбицк-гй травостой при степени отравленности 4 и 5 баллов и:.:еет практически одинаковые спектральные хзI '|ктвристкки. В результате проведеншсс исследований установлено, что по спектральной отражательной способности в блинной ИК зоне спектра ДСП статистически значило различаются степенью отравленности травостоя 4-5, 3 и 2 балла, а в видимой области спектра в диапазоне длин волн 500-700 нм - 5 и 2 балла.

При изучении СКЯ растительного покрова в направлении нормали к Земле в поле зрения прибора попадает кроме растительности и почва, на спектральную отражательную способность которой з гка-чительноД мере влияет влажность ее активного слоя. Последняя

О

<•00 5оо ш ?ао ш Я,нм

РисЛ. Спектральная страдательная способность ые-зофитной и гиг-ро$лтной групп растительности культурного пастбища

25

20 /5

а

5

/ -— 1 —Л г X /—

........\ / 775т ---

/ У ■< •

//

/ 5 4

ч / 535 им

-'-С ч _____

V 555 ИМ

5 БАМ С

СКЙ7.М

25

20

(5

10

2 3 4 Рис.2. Зависимость СКЯ культурного пастбища от степени отравленности травостоя С

1.3.5 - участки с оптимальным водным режимом почвы;

2.4.6 - переувлажненные участки.

\ .4______ 1

Ч \ V 775 им £ \

^ ч, "Л

--— 5 /5Ь6нм

Шмм

о

т

¡В 70 38 98 Рис.3. Зависимость СКЯ культурного пастбища от влажности активного слоя почвы

сально варьирует в зависимости от сезона года и погодных уеловил, а на мелиорируемых зешях и от эффективности действия осушительных систем. Результаты исследований показали, что аяажяоеть активного слоя почвы при степени отравленности травостоя 5-3 далг.в существенного влияния на формирование спектральной отражательно* способности ДКП не оказывает, ото влияние проявляется только при сшпьно стравленном травостое (2 балла), когда проективное покрытие растительности снижается до 65-705«. Зависимость СКЯ от влажности активного слоя почвы при этой степени стравледаости травостоя изобраяена на рис.3. Как мозно вадегь из графика, во всем изучавшемся диапазоне длин волн спектральная отражательная способность ДШ при увеличении влажности почвы падает. Так, на длине волны 775 нм при увеличении влажности почвы от 68 до 26% зафиксировано падение СКЯ с 2?,6 до 16,7^, а на длине волны 536 ям при том ае изменении влажности почвы снижение яркости произошло с 10,9 до 8,6%.

На избыточно увдазяенкых участках ДКП сеянке езды траз выпадают из травостоя, заменяясь на гхпрофятнутз растительность. При частичном зкпадении сеяных трав встречается участки с различны:.! обилием в травостое влаголюбивых бдцоэ. В результате проведенных исследований получена зависимость СКЯ переувлажненных участков ДКП от обилия в травостое гигрофатной растительности (рзс.4). Из графика кэдно, что с увеличением обилия гзгрофатсв спектральная отражательная способность ДКП в ближней. КК зоне спектра (длина волны 775 нм) возрастает с 25,5 до 39,3^, а в ввдимой области (длина вогни 535 ем) - падает с II,I до 4,8%. Изменение СКЯ прз увеличении в травостое гитрофатов происходит аеравномерно. Вначале при увеличении ах обилия СКЯ изменяется быстро, а при последухщеи изменении обилия эта изменения незяв-

ш/: ^

з$ а а 20 16 1В 5

1 Л*

/ / \ <

• 0 /

4 \

\ К.

Л1_

мл £

Рис.4. Зависимость спектральных коэффициентов яркости ДО1 от обилия в травостое гигрофитной растительности $

1 - 775 нм; 2 - 735

яркости ¿¡{Ш от оокочкерениости поверхности

3 - 665 ну; 4 - 536 им

читальни. Травостои с обилием гигрофитной растительности от 3 до 5 баллов по СКЯ почти не различаются. Анализ результатов слектрофотоматрирования показал, что переувлажненные участки ДКП статистически значимо по СКЯ отделяются от осушенных участков со злаково-бобовым травостоем, начиная с обилия гигрофитов, равного 3 баллам. Вышеуказанные участки разделяются по спектральным характеристикам при любой степени отравленности травостоя в зеленой зоне спектра (длина волны 536 нм), а также в ближней ИК зоне (длины волн 760 и 775 нм). При сильной степени отравленности травостоя (2 балла) надежное разделение наблюдается только при влажности активного слоя почвы в интервале 60-85? от ПВ.

При внедрении в травостой переувлажненных участков вдаголю-Зивых видов трав на поверхности образуются кочки растительного зроисховдения. Закочкаривание приводит к изменению структуры поверхности, что оказывает влияние на формирование спектральной яражательнсй способности ДКП. В результате анализа полученных ханных установлено, что степень закочкаренностя поверхности вли-гет на спектральную отражательную способность только при сильно ¡травленном травостое. Для этой степени отравленности получена »ависимость СКЯ переувлажненных участков ДКП от 'закочкаренности юверхности (рис.5). Установлено, что с увеличением количества :очек спектральная отражательная способность падает во всем изу-:авшемся диапазоне длин врлн. Так, в ближней Ж зона спектра длина волны 775 нм) при количества кочек 5 тыс. на I га СКЯ со-тавляет 28,9$, а пра 20 тыс. на I га - 21,7$; в видимой области пектра (длина волны 536 нм) СКЯ изменяется соответственно с 9,8 о 6,1%. Анализ результатов такке показал, что переувлажненные частки ДКП с сальной 2 слабо2 степенями закочкаренности поверх-ости по СКЯ статистически значимо оэд&яявтся от участков с мезо-

растительностью в зеленой зоне спектра (длина волны 530 км) прл любой степени отравленности травостоя и влажности аг.тквдсго слоя почвы, а в ближней ИК зоне спектра (длина волны Г5 ни) только при степени отравленности травостоя 3-5 бал-

¿¿¡лекдарнкн год в сельском хозяйстве делят на отдельные агротехнические периоды, характерные для основных циклов прове-д-эння пыешх работ- Для Нечерноземной зоны нашей страны агротехнические периоды совпадают с дата^ш перехода тешературы воздуха через 0°, 5°, 10°, 15°С веской и осенью. Зти сроки определяет состояние почвы, возможность проведения полевых работ, а также интенсивность вегетации растений. В таблице приводится об-^ая характеристика агротехнических периодов, составленная на основе обобщенных материалов климатических исследований. Каждый из выделенных агротехнических периодов, характеризущийся определен-нызлн интервалами температур воздуха, сроком наступления и продолжительностью, соответствует определенным циклам стравливания травостоя и видам работы по уходу за ДКП.

Результаты изучения спектральной отрадательной способности в каздоы из выделенных агротехнических периодов показали сле-дух^зе. Предвегетационный агротехнический период на ДКП характеризуется переувлажненным состоянием почвы, а та)ске наличием прошлогодней отазрзой растительности, имеющей буровато-серую окраску, ./^г-тур:--'« пастбща в это время нэ имеют характерной для растительного покрова $орш кривей СКЯ с какмазумом в зеленой зоне спектра. В этот период набладается постепенный спад спектральной отражательной, способности от максимальных значений равных 9-15^ • з блнлзшй ИК зоне спектра до минимальных в фиолетовой зоне (2-5%). Во Г;со:л изучавшемся диапазоне длин волн участки с различным вод-

Таблица

Характеристика агротехнических периодов (Калининская область)

.'■'Л Агротехнические п/п периоды

Пределы перехода средней суточной температуры воздуха, °С

Средняя дата наступления пределов температуры воздуха

Средняя Периоды ухода и продолжи- эксплуатации тельность пастбищ периода, сут.

1. Зимний (холоддий)

2. Лредвегетационный

3. Начальновегетационный

0° осенью-О0 весной 0° - 5° весной 5° - 10° весной

4. Период развития активной 10 - 15 воспой

5. Период интенсивной вегетации 15° весной - 15°

осенью

6. Период снижения интенсив- 15° - 10° осенью ности вегетации

7« Период прекращения 10° - 5° осенью

активной вегетации

8. Предзимний (переходный 5° - 0° осаньа к холодному)

4.11 - 5.04

5.04 - 20.04 20.04 - 9.05

9.05 - 19.06 19.06 - 14.08 1-1.00 - 13.09 13.09 - 9.Ю 9.10 - 4.11

152 15 18

40 56

Зи

'V.

А-

25

Внесение удобрений

Начало пастбищного сезона. I цикл стравливания

П цикл стравливая]«

Ш цикл стравливания

1У цикл стравливания

Скончание г:астб;щ-ного периода

нкм рахиком почвы статистически значимо не разделяются. В началь-ковегетационный период буровато-серый цветовой аспект сменяется ка зеленовато-бурый, что обусловлено бурным ростом молодой травы. Однако эти побеги имеют небольшое проективное покрытие и на аспект пастбищ в отвесном направлении влияют незначительно. Кривая спектральной яркости начинает приобретать форму, характерную для зеленой растительности. Но в этот период времени на нее еще оказывают влияние прошлогодняя растительность, сохранишаяся на ДСП, а также повышенная влажность почвы на переувлажненных участках. Именно эти факторы приводят к тому, что переувлажненные участей по СКЯ в этот период статистически значимо не выделяются.

С наступлением периода активной вегетации на ДКП начинается Екпас скота. Он продолжается до конца сентября - начала октября. Результаты исследований показали, что при степени отравленности травостоя 5-3 балла переувлажненные участки статистически значимо разделяются с участками ДКП со злаково-бобовым травостоем в зеленой зоне спектра на длине волны 536 шив ближней ИК зоне на длине волны 760 и 775 нм. При степени отравленности травостоя

2 балла по СКЯ они различаются - в зеленой зоне спектра на длине волны 536 нм. Аэроспектрометрическую съемку в этот период необходимо производить при вдагности активного слоя почвы на эффективно осушаемых участках в интервале 60-85$ от ПВ.

С наступлением заморозков (предзимний агротехнический период) ДКП преобретают буровато-зеленый цветовой аспект. Спектральная отражательная способность в этот период в ближней Ж зоне спектра еще высока (24-32?), а-в зеленой зоне спектра сохраняется отчетливый максимум. В этот период еще сгущается различие

3 спектральной отражательной способности участков с эффективно действующей осушительной сетью и переувлажненных. Однако по спектральным характеристикам статистически значимо вышеназванные

участки не различаются.

В пятой главе излагаются методические рекомендации по использованию материалов аэроспектрометрической съемки для выделения переувлажненных участков ДКП.

Методические рекомендации рассчитаны на оказание практической помощи проектным и эксплуатационным водохозяйственным организациям при ой следовании долговременных культурных пастбищ с целью разработки мероприятий по увеличению их продуктивности. Использование_результатов аэроспектрометрической съемки позволяет оперативно получить качественную и объективную информацию о мелиоративной обстановке на большой площади мелиорируемых угодий.

Аэроспектрометрирование целесообразно выполнять с легкого самолета, имещего скорость полета 120-180 км/ч. (АН-2, ИД-14) или вертолетов Ш-2, КА-26. йгоота съемки 50-100 м. Спектрометри-рованиа необходимо производить при высотах Солнда не менее 30°, при облачности 0-2 балла. Для Центрального и Северо-Западного районов1 Нечерноземной зоны РСФСР оптимальным временем съемки является период с 10 мая по I октября. Для нанесения границ пере-увлагненных участков с точностью 15 м на местности среднее расстояние ыезду аэроспектромегрическиш маршрутами долано составлять 40 м, при мгновенной площадке спектрсмэтрирования 100 м^ (10x10 м). Выделение переувлажненных участков ДКП целесообразно производить на рабочей основе, в качестве которой используется план осушительной сети масштабом 1:2000 (1:5000).

Переувлажненные участка ЛШ акяашэтся на основе растительных индикаторов (трастов), распознаваемых по спектральным ко-зф£вдгантам яркости, которые слуиаэ шрвачнщ материалом (признаками). В двумерном пространство признаков проводится грашца, разделяющая опишлышм образом вса точка заданного орос1ранства

на два класса: переувлажненные участки и эффективно осушаемые. Уравнение решающей границы, полученное с учетом основных факторов, влияющих на формирование спектральной отражательной способности £КП, представляет на плоскости кривую второго порядка: 175,23 Х^-ЗС4,17 Х-г-Хо+136,01 Х^+71,51 Х--65ДЗ Х2+5,84=0 где ^-спектральный индекс (СК^75нм-СКЯ565нм/С1<а775н&,+СКЙ6651Ш); ¿¿-спектральный ивдекс (СКЯ775нм^КЙ5збн1/СКЯ775нм+СМ536ш>,). мелиоративное обследование ДКП с использованием материалов аэроспектрометрической съемки состоит из 2 этапов: I - по материалам аэроспектрометрирования выделяют переувлажненные участки; 2 -в выделенных контурах, наземно, устанавливается состояние осушительной сети и сооружений, причины неудовлетворительного состояния мелиорируемых земель и намечаются мероприятия по их ликвидации.

Первый этап подразделяется на 3 периода: подготовительный, по-леьой и камеральный. Работы второго этапа выполняются в соответствии с "Рекомендациями по оценке мелиоративного состояния осушенных земель и разработке мероприятий по их улучшению" (Л., 1985).

Опытная проверка показала, что точность определения переувлажненных площадей предлагаемы^ методом, в сравнении с традиционным, наземным, составила 93$. Экономический эффект от использования материалов аэроспектрометрической съемки при мелиоративном обследовании ряда ДКП Калининской области получен в размере 3,38 руб./км^, что составляет около 10$ стоимости традиционного метода.

0СН0ШЫЕ ШВОДЫ I. Проведенные исследования водного режима почвы и состояния растительного покрова долговременных культурных пастбищ позволили установить, что продолжительное стояние уровня почвенно-грунтоЕЫХ вся в активном слое почвы приводит к изменению спектральной отра-

дательной способности переувлажненных участков. Ото явление связано с выпадением из травостоя мезофатных видов трав и внедрением на их место дикорастущей гигрофцтной растительности.

2. Исследованиями установлено, что на формирование спектральной отражательной способности ДКП, помимо экологической группы растительности, оказывают-влияние степень отравленности травостоя, влажность активного слоя почвы, сезонные изменения растительного покрова, степень закочкаренностз поверхности.

3. С увеличением степени отравленности травостоя спектральная отражательная способность ДКП падает в блинней ИК зоне спектра и возрастает в видимой области. По спектральным характеристикам статистически значило разделяются в ближней ИК зоне травостой со степенью отравленности 4-5, 3 и 2 балла, а в видимой области спектра (диапазон длин волн 500-700 ны) 4-5 и 2 балла.

4. Влаздость активного слоя почвы оказывает влияние на формирование спектральной отражательной способности ДКП только при жльно стравленном травостое (2 балла). Увеличение влажности

ючбы приводит к падению спектральной отражательной способности зо воем изучавшемся диапазоне длин волн.

5. С увеличением обилия в травостое переувлаяненных участков гигрофитной растительности спектральная отражательная способ-юсть ДКП в ближней ИК зоне спектра возрастает, а в ввдимой об-гасти спектра - падает. Переувлакненные участки культурного па-5тбища статистически значимо разделяются по спектральным характеристикам от участков с мезофатной растительностью при любой ¡тепени отравленности травостоя. Исключение составляет степень ¡травленности 2 балла, при которой в интервале влажности актив-юго слоя почвы 85-100/5 от ПВ надежного разделения не наблвда-

1ТСЯ.

6. Степень закочкаренности поверхности переувлажненных участков ДКП оказывает влияние на формирование спектральной отражательной способности только при степени отравленности травостоя

2 балла. Увеличение закочкаренности приводит к падению спектральной отражательной способности во всем изучавшемся диапазоне длин вслк.

7. Сезонные изменения спек оральной отракательной способности дКП обусловлены как регулярным фактором (интенсивность вегетации растительности), так и эпизодическими (степень отравленности травостоя, влажность почвы). В предвегетационный, начально-вегетационный, а также в предзимний агротехнические периоды участки ДКП с различным воднш режимом почвы различаются по спектральной яркости слабо. Вышеназванные участки по спектральнш характеристикам надежно распознаются с середины мая по конец сентября, когда ДКП имеют устойчивый зеленый цветовой аспект.

8. Аэроагектршазгрзческу® съеьтку с целью выделения переув-лаЕненных участков ДКП необходимо производить при влажности почвы на аффективно осушаемых участках в интервале 60-85? от ПВ, т.е. через 2 суток после нападения значительных атмосферных осадков. Наиболее Еыфоратзшшглп для ввдоления является зеленая и ближняя Ж зоны спектра.

9. Материалы аэроспекчфсметричзской съемки могут быть использовали при мелиоративном обследовании долговременных культурных пастбищ. Предложенный метод ввделения переувлажненных участков соверэенстаует контроль за мелиоративной обстановкой на осу-саспнх ев:л1ех, уьышшгаэт прсаавсдатальносгь обследования, ска-гзвт штардашше затрата.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ 110 ТЕМЕ даССЕГТА1;С!

1. Особенность спектральной отражательной способности востоя культурных пастбищ. - В сб.: Дута повшония произведет^:, кормов на мелиорированных землях. Калинин, 1986, с. 150-155.

2. Влияние степени отравленности травостоя и влалностл активного слоя почвы на спектральную отражательную способность культурных пастбищ. - В сб.: Пути повышения производства ксг-мсг на мелиорированных землях. Калинин, 1986, с. 61-66 (в соавторстве с Толчельниковны Ю.С.).

3. Аэроспектрометрический метод контроля эффективности действия осушительных систем на культурных пастбищах. - ¡1нфорг.я1Еог-> ный листок Я 288-86 Калининского цЕГГЛ. Калинин, 1986, с. 3.

4. Опыт использования спектров отражения травостоя культурных пастбищ для определения его степени отравленности. - Дсг-сгади ВАСХНИЛ, 1987, ;« 7, с. 41-43 (в соавторстве с Толчельникошм Ь.С.).

5. О варьировании спектральной отражательной способности культурных пастбищ. - В сб.: Повышение эффективности использования мелиорированных земель. Калинин, 1987, с. 125-132.

ЕА06127. Подписано в печать 18.03.88 г.

Заказ * 125. Тираж ТОО экз._

Ротапринт. ШИИМЗ.