Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Использование спектральной отражательной способности почв и агрофитоценозов для мониторинга плодородия почв

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Использование спектральной отражательной способности почв и агрофитоценозов для мониторинга плодородия почв"

005003ыи

На правах рукописи

/V

/

Сергеева Ольга Сергеевна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ И АГРОФИТОЦЕНОЗОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

03.02.13 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 4 НОЯ 2011

Тюмень - 2011

005003610

Работа выполнена в Омском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Березин Леонид Владимирович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, старший научный

сотрудник Телицын Виталий Леонидович

кандидат биологических наук, доцент Дитц Людмила Юрьевна

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

Защита диссертации состоится «22» декабря 2011 г. в 15со часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Тел./факс: (3452) 46-87-77; E-mail: dissTGSHA@maiI.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии и на официальном сайте www.tsaa.ru

Автореферат разослан «09» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х. наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Мировой опыт свидетельствует, что развитие космических методов оценки природных ресурсов позволяет давать достаточно точную и оперативную, постоянно обновляющуюся информацию о качестве земельных фондов. В то же время дистанционная оценка почвенно-растительного покрова, в том числе мультиспектральное сканирование, важны, прежде всего, для совершенствования принципов и методов почвенного картографирования в целях мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного использования.

В связи с реорганизацией системы Росгипрозем многие почвенные материалы устарели, а выдать каждому крестьянско-фермерскому хозяйству качественные почвенные материалы не представляется возможным. Кроме того, за последние 15 лет принципиально изменились границы большинства землевладений. Но система налогообложения, а в перспективе и ипотечное кредитование под залог земли настоятельно требуют выдачи каждому землепользователю экологических паспортов, в которых должно быть отражено качество почвенного покрова. В современных условиях это может быть проведено специапи-стами региональных агрохимических и мониторинговых центров на основе дешифрирования мультиспектральных космических снимков.

Цель работы - совершенствование мониторинга плодородия почв сельскохозяйственного назначения на основе использования спектральной отражательной способности почв и агрофитоценозов с применением космической информации для обеспечения наиболее эффективного использования земельных фондов.

Задачи исследований:

- изучить эффективность способов определения отражательной способности почвенного покрова применением наземной и космической съемки;

- определить возможность использования одноканальных и синтезированных космических снимков для проведения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;

- разработать способ дифференциации норм органических удобрений;

- установить зависимость между содержанием гумуса в почве и спектральной яркостью космического снимка;

- выявить различия степени деградации почвенного покрова по изменению отражательной способности агрофитоценозов.

Научная новизна. Впервые в целях мониторинга плодородия почв сельскохозяйственного использования на основе применения кластерного анализа вариантов сочетания диапазонов светоотражения полей севооборотов научно обоснованы принципы синтезирования космических снимков для объективной оценки влияния почвенного покрова на состояние агроценозов.

Проведена группировка солонцовых комплексов Западной Сибири, различающихся по принципам мелиорации на основе дифференциации диапазонов космической съемки и соответствующих показателей интегральных коэффици-

ентов спектральной яркости. Определены основные закономерности изменения спектров светоотражения на различных почвах преобладающих в регионе. Показана возможность определения диапазонов изменения коэффициента спектральной яркости почвенных горизонтов методом наземного фотометрирования цифровой фотокамерой с набором корректирующих светофильтров. Разработан способ дифференциации норм органических удобрений на основе материалов дистанционного зондирования земли по содержанию гумуса в почвах лесостепной зоны (патент РФ 2008 г. № 2337518).

Защищаемые положения, выносимые на защиту:

1. Диагностические признаки пространственных границ типов и подтипов почв наиболее четко проявляются при анализе одноканальных снимков в среднем инфракрасном диапазоне 1550-1750 нм.

2. Дендрографический анализ позволяет дать объективную оценку состояния почвенного покрова под посевами сельскохозяйственных культур и их группировку по степени светоотражения.

Практическая значимость. Результаты исследований позволют совершенствовать принципы мониторинга почвенного покрова земель сельскохозяйственного назначения с применением мультиспектральных космических снимков, а также могут быть использованы при обосновании программного обеспечения готовящегося к выпуску отечественного спутника «Космос СХ». Установлена возможность контроля процессов деградации и в т.ч. динамики гуму-сированности почв по материалам дистанционного зондирования.

Вклад автора. Лично автором проведены полевые работы по дешифрированию космических снимков при корректировке почвенных карт в ОПХ «Омское» и «Боевое» и в совхозах «Украинский» и «Селивановский», отобраны образцы почв и проведены лабораторные исследования. Проведено сравнительное изучение методов обработки данных дистанционного зондирования Земли: Photoshop, Erdas, CorelDraw и дендрографического анализа.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на: Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые - аграрной науке» (Омск, 2007); Международных научных конференциях: «Опустынивание земель и борьба с ними» (Абакан, 2006) и «Вклад Л.И. Прасолова в изучении сельскохозяйственного освоения земель Сибири» (Абакан, 2007); Международном научном конгрессе «Гео-Сибирь» (Новосибирск, 2007); национальной конференции с международным участием «Проблемы истории, методологии и философии почвоведения» (Пущино, 2007); V Всероссийском съезде общества почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008). По результатам исследований получен диплом первой степени и диплом лауреата всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди молодых ученых ВУЗов Минсельхоза Российской Федерации (Новосибирск, Москва, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получек патент РФ на «Способ внесения органических удобрений» № 2337518 Бюл. №31, опубликован 10.11.2008.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 115 страницах, состоит из введения, обзора литературы, 8 глав, выводов, предложений производству, 2 приложений, 27 рисунков и 2 таблиц. Библиографический список включает 128 источников, в том числе 7 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Основные подходы к проблеме изучения спектральной отражательной способности почвенио-растительного покрова по данным дистанционной информации

Литературные материалы свидетельствуют о том, что особенности исследования почв по аэрофотопланам изучены весьма подробно (Андроников B.J1., 1979; Виноградов Б.В, 1984; Добротворская Н.И, 2002; Обиралов А.И. 1982; Панкова Е.И, 2000; Савин И.Ю., 2003; Смоленцева E.H., 2002.; Corwin D., 1989).

Также накоплен значительный научный материал, по изучению спектральной отражательной способности растительных сообществ (Орлов Д.С., 2001, Савич В.И., 2001; Карманов И.И, 1974; Толчельников Ю.С., 1974).

В условиях Сибири Л.Ю. Дитц и Б.А. Смоленцевым весьма детально изучены особенности почвенного покрова особенно районов нефтегазодобычи Западной Сибири по аэрофотопланам и с использованием космических снимков.

Несмотря на тридцатипятилетний опыт использования космической информации в почвоведении и сельском хозяйстве до сих пор недостаточно освещены вопросы, связанные с диагностикой почв, агрофитоценозов и корректировкой почвенных планов именно по мультиспектральным космическим снимкам. Не полно изучены закономерности динамики спектра отражения почвенного покрова в зависимости от характера возделываемых культур, степени гу-мусированности, осолонцевания и деградированности, которые необходимы для мониторинга плодородия почв.

2 Объекты и методы исследований

Преобладающими объектами исследования стал почвенный покров полей опытных хозяйств, различающихся по своему местоположению: ОПХ «Омское» находится в пределах дренированного Омь-Иртышского междуречья восточной части Прииртышского увала, ОПХ «Боевое» расположено в Ишим-Иртышском междуречье по обе стороны бывшей реки Камышловка, которая представлена цепочкой озер, окруженных солонцово-солончаковыми лугами и совхозы «Украинский» и «Селивановский», расположенные в пониженной части территории водосборного бассейна.

Предметом исследования явились закономерности поглощения и отражения солнечной радиации почвой с разной степенью солонцеватости, эродированное™ и гумусированности.

В работе использовались космические снимки со спутника Landsat-7 с разрешением 30 (15) м в пикселе, а также наземные снимки цифровой фотокамерой с серией цветных корректирующих светофильтров.

В исследованиях применялись следующие методы: 1. Синтезирование многозональных космических снимков в графическом редакторе «Corel РНОТО-PAINT». 2. Полевое обследование. В хозяйствах проведено почвенное картирование и корректировка почвенных карт. Заложено и описано 10 почвенных разрезов, 50 полуям и 200 прикопок. Почвенные образцы исследованы на содержание в них органического углерода методом И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова. 3. Дешифрирование одноканальных и синтезированных многозональных мультиспектральных космических снимков территории изучаемого землепользования проводилось методом компьютерного анализа в графическом редакторе Photoshop и CorelDraw. 4. Дендрографический анализ агроландшафтов по цветопередаче. 5. Изучение спектральной отражательной способности почв с помощью наземного фотографирования. Для определения отражательной способности почвенных горизонтов применялись наземные снимки.

3 Природно-геоморфологические особенности исследуемой территории

Исследованная территория подразделяется на три разных почвенно-морфологических микрорайона: Камышловская долина, Эбейтинская впадина, Приомская неогеновая озерно-аллювиальная равнина.

Почвы Омского Прииртышья характеризуются рядом важных особенностей, обусловленных резко-континентальным климатом, геоморфологическим строением и геологическим развитием территории с глубиной осадочных и ме-таморфизированных отложений до 2500-3000 м.

Почвенный покров Ишим-Иртышского междуречья (ОПХ «Боевое») характеризуется в основном маломощными обыкновенными черноземами средне и малогумусовыми тяжелосуглинистого гранулометрического состава, но по берегам Камышловской долины он представлен черноземно-луговым солонцовым комплексом почв. На плакорных полях данного хозяйства солонцы практически не встречаются, что типично для южной части лесостепной зоны. Заложен разрез чернозема обыкновенного среднемощного малогумусного тяжелосуглинистого (ОПХ «Боевое»). Вскипает от HCl с 68 см.

Почвенный покров вблизи Прииртышского увала (ОПХ «Омское») представлен черноземом обыкновенным среднесуглинистым сменяющийся черноземами в комплексе с солонцами и солонцеватыми почвами, где и закладывались полевые опыты по изучению приемов мелиоративной обработки маломощных легкоуплотняющихся почв низкого плодородия. Заложен разрез со-

лонца лугово-черноземного мелкого ореховатого тяжелосуглинистого на старопахотном поле кормового севооборота (Ol IX «Омское»). Уровень грунтовых вод 3 м. Вскипает от соляной кислоты с 45 см.

По результатам лабораторных опытов установлено, что почвы полей ОПХ «Омское» характеризуются относительно высоким содержанием гумуса 6-8 %, почвы полей ОПХ «Боевое» - средне- и малогумусовые (содержание гумуса от 1,7-2,4 % до 4 %, иногда 5,0-6,6 %). А, согласно почвенному картированию, в 1964 году содержание гумуса составляло 6-8 %. Почвы совхозов «Украинский» и «Селивановский» характеризуются как средне- и малогумусовые (содержание гумуса от 2,0-2,8 % до 5 %).

4 Изучение отражательной способности почв лесостепной зоны Западной Сибири

Ю.С. Толчельников (1974), Д.С. Орлов (2001), H.A. Михайлова (1981) характеризовали отражательную способность почвы по верхней части гумусового горизонта, выявляя спектральные особенности гумуса на спектрофотометре. В нашей работе коэффициент отражения изучался методом наземной съемки цифровой камерой с различными светофильтрами по всему почвенному профилю для определения наиболее информативного диапазона дистанционного зондирования при почвенном дешифрировании космической информации. Исследована отражательная способность генетических горизонтов чернозема обыкновенного среднемощного малогумусного тяжелосуглинистого (ОПХ «Боевое») и солонца лугово-черноземного коркового ореховатого тяжелосуглинистого (ОПХ «Омское») (рис. 1).

№ B1 S2 горизонты

А

Красный спектр Зеленый спектр

81 В2 83 горизонты

Синий спектр -Видимый спектр

Рис. I - Изменение коэффициента спектральной яркости (КСЯ) по горизонтам почв солонцового комплекса. %: А - чернозем, В - солонец

При сопоставлении дифференцированных спектров установлено, что как у чернозема, так и у солонца видимый спектр в целом идентичен его зеленой части спектра. В гумусовых горизонтах между видимым и синим, красным и зеленым каналами спектра различия по величине отражения отсутствуют.

С глубиной четко проявляются генетические различия почв солонцового комплекса по величине КСЯ. Вне гумусовых горизонтов у обеих почв яркость синего спектра существенно меньше видимого, а красного значительно выше.

При этом суммарная величина светоотражения четко коррелирует с изменением содержания гумуса в пределах почвенного профиля.

У чернозема с глубиной проявляется равномерное изменение отражательной способности, а у солонца данные изменения характеризуются резкими перепадами из одного горизонта в другой. При этом принципиальных отличий изменения спектральной отражательной способности чернозема и солонца в различных зонах спектра не установлено, за исключением пахотного горизонта солонца, который имеет высокий коэффициент отражения.

Таким образом, сравнивая отражательную способность чернозема и солонца мелкого, установлено, что при мониторинге плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения очень важным и наиболее доступным для описания морфологических признаков почв является цвет того или иного генетического горизонта. С изменением цвета горизонта, меняется и процент отражения, чем темнее почва, тем меньше отражательная способность и наоборот.

5 Дешифрирование агрофитоценозов на одноканальных и синтезированных космических снимках

Международный опыт дистанционного зондирования свидетельствует о том, что наиболее информативными являются подлинные МКС. В отличие от аэрофотопланов космические снимки обладают одновременным охватом обширных пространств и позволяют сравнить почвенный и растительный покров в разных точках местности (рис. 2).

ПМ 1М0»-П5Пи

.1 и. .VII ".и '.ЧК1 155(1.|750 |<ыжнг5<И> .1 сьечкм, мм

Рис. 2 - Величина отражательной способности культур и почв в зависимости от каналов и диапазонов космической съемки

Однако анализ одноканальных космоснимков показал, что практически невозможно определить принципиальные особенности светоотражения определенных биологических групп сельскохозяйственных культур и почв в видимой части спектра 400-750 нм и даже в ближнем инфракрасном канале 750-900 нм. В этих диапазонах съемки все культуры и почвы имеют одинаковую степень светоотражения. Например, в синей зоне спектра (450-520 нм) наблюдается одинаковый КСЯ всех полей: многолетние травы - 38 %, пар - 35 %, пшеница -38 %. В этом же диапазоне съемки слабо различаются и типы почв: чернозем обыкновенный - 19 %, лугово-черноземная - 21 %, солонец мелкий - 25 % и

лишь солончак - 40 %. Причем, независимо от того, что в разных зонах спектра лучше или хуже проявляются различия почвенного и растительного покрова, величина КСЯ солончака во всех диапазонах съемки отчетливо отделяется от КСЯ других почв. Это, очевидно, обусловлено тем, что у солончака окраска становится светлее как за счет повышения концентрации солей в пахотном слое, так и вследствие низкой всхожести пшеницы на засоленной почве и низкого проективного покрытия агроценоза.

Наиболее информативным для дешифрирования агрофитоценозов и почв является средний ИК диапазон съемки (1550-1750 нм). Здесь проявляются существенные различия между светоотражением как культур так и почв: многолетние травы - 47 %, пар - 35 %, пшеница - 53 %; чернозем обыкновенный - 30 %, лугово-черноземная - 41 %, солонец мелкий - 50 % и солончак - 66 %.

В наших исследованиях изучение растительного покрова проводилось не только по одноканальным космических снимкам, но и на синтезированных. С помощью синтезирования можно добиться объективной характеристики агрофитоценозов и почвенного покрова. Для оценки объективности и максимальной информативности синтезированных снимков был применен дендрографический анализ результатов, который позволяет независимо от желания оператора определить наиболее информативный синтезированный снимок для эталонного дешифрирования почв и возделываемых культур (рис. 3).

Рис. 3 - Дендрографический анализ агрофитоценозов полей ОПХ «Омское»

Также установлено, что именно после синтезирования снимков, полученных в определенных каналах и диапазонах, четко выявляются: черноземные почвы с различной степенью гидроморфности, гумусированности, солонцы, солонцеватые почвы, солоди, осолоделые и серые лесные почвы (рис. 4).

Рис. 4 - Дендрографический анализ почв полей ОПХ «Омское»

6 Оценка гумусового состояния почв в лесостепной зоне Западной Сибири

Опираясь на работы, в которых содержатся результаты, полученные с помощью специализированной спектральной аппаратуры, сделано заключение, что на изменение отражательной способности почвенного покрова наряду с другими разнообразными факторами весьма существенное влияние оказывает высокое содержание органического вещества почвы.

В среднем ИК диапазоне спектра с длиной волны 1550-1750 нм установлена связь между содержанием гумуса в почве и интенсивностью серого цвета. По данным декдрографического анализа МКС по определению содержания гумуса и установленной по всем компонентам ПП корреляции КСЯ и гумусиро-ванности почвы, была разработана номограмма дифференциации норм применения органических удобрений для территории южной лесостепи Западной Сибири (рис. 5), что подтверждено полученным патентом на данный «Способ дифференциации норм органических удобрений» (патент № 2337518).

... "i" ® "щ

' I > 7 ШЯНШХ1

Содержание гумуса в пахотном горизонте

5 4

90% 80% 70% 60 50%

Рис. 5 - Шкала гумусности и ее отображение на космическом снимке

30%

Мы считаем, что данная номограмма после соответствующей широкой проверки и корректировки с учетом местных особенностей разных регионов может использоваться в целях мониторинга плодородия почв.

7 Исследование деградационных процессов в лесостепной зоне Западной Сибири

Вторым важнейшим компонентом мониторинга земель является контроль деградированное™ почвенного покрова.

Ряд работ указывает на возможность и перспективность оценки степени эродированное™ почв по их изображению на мультиспектральных космических снимках. Нами изучение проявления эрозионных процессов проводилось сопоставлением космических снимков с почвенной и эрозионной картами, а также статистическим кластерным методом, позволяющим провести группировку земель по степени деградированное™ почвенного покрова.

При исследовании была обнаружена сложность дешифрирования, т.к. увеличение величины КСЯ вызывают и засоление, и эрозия почв. Окраска аг-роценоза становится светлее как за счет повышения концентрации солей в пахотном слое, так и вследствие снижения содержания гумуса. Кроме того, существенное изменение коэффициента КСЯ (% ) вызвано резким снижением проективного покрытия почвы растительностью, изреженностью всходов вплоть до гибели посевов, а при нормальной густоте стеблестоя - ускоренного созревания, в итоге повышенной неравномерности окраски снимка.

Устранить данный недостаток космоснимков оказалось возможным за счет дифференцированного подбора вариантов синтезирования. Существенный эффект разделения засоленных и деградированных почв проявился на МКС при использовании сочетания диапазонов видимой и средней части ИК диапазона спектра Ю(Ю30В50 и Я20С30В50 (рис. 6).

Рис. 6 - Изображение особенностей СПП на СМКС. Зелеными стрелками указаны засоленные почвы, белыми - эродированные; черными - намытые; красной - выходы на поверхность карбонатов

Выявлено, что изменение схемы синтезирования за счет повышения доли влияния красного видимого диапазона съемки с RIO до R20 позволило различить отражение засоленных (соответствуют белому цвету) и эродированных почв (отображаются желтым цветом), интенсивность которого соответствует высокой степени деградации почвенного покрова. Преимущество данного варианта синтезирования проявилось и в том, что одновременно с выявлением водной эрозии удалось установить проявление дефляции. При варианте синтезирования R20G30B50 четко выявляются не только смытые, но и намытые, и навеянные почвы.

В процессе поиска оптимальных вариантов синтезирования в целях выявления эродированности почвенного покрова были выделены космические снимки с вариантами синтезирования R10G50B70, R40G50B70 и R50G70B80 (рис. 7), которые отличаются включением в компьютерный анализ средний ИК диапазон В70-В80. Они характеризуются с наибольшей цветовой контрастностью массивы разных агрофитоценозов.

ABC

Рис. 7 - Изображение эродированности ПП на разных типах агрофитоценозов при вариантах синтезирования: А - R30G50B70; В -R40G50B70; С - R50G70B80

Сопоставление космических снимков с почвенно-эрозионными картами, составленными профессором Я.Р. Рейнгардом, показало разную степень эродированности почвенного покрова на паровых массивах и полях, занятых посевами мягкой пшеницы. В первом случае на космических снимках при всех вариантах синтезирования отчетливо проявляются границы почв с разной степенью подверженных плоскостной водной линейной эрозией (рис. 7). Во втором случае хорошо различимы по цвету и по величине КСЯ: стерневые паровые поля с недавно убранными зерновыми культурами (массивы № i, 7), посевы мягкой и твердой пшеницы (массивы № 5, 9, 10, 12, 15), а главное, резко отличающиеся посевы многолетних трав и залежей.

Проведенным дендрографическим анализом этих космических снимков при разных вариантах синтезирования выявлено, что наиболее объективной является группировка массивов синтезированная в диапазонах RGB 30/50/60, т.е. при сочетании видимого и инфракрасного диапазонов съемки. При этом варианте кластерного многомерного анализа объединяется ПП в четыре группы различной степени эродированности (рис. 8).

Рис. 8 - Поля севооборота Ишимской степи севернее оз. Эбейты

В первой группе при достаточно значительном уровне сходства (89 %) совместно с эталоном - массивом яровой пшеницы на неэродированной почве, ока5ались объединенными массивы мягкой пшеницы со слабодефлированным и слабосмытым ПП. Во второй - сгруппированы массивы яровой пшеницы на

среднесмытом черноземе при почти полном сходстве (98 %), а также массивы на черноземах карбонатных маломощных малогумусных с разной степенью и типом эродированное™. В третьей ветви дендрограммы на уровне сходства в 54% весьма условно объединены паровые массивы, которые потенциально сильно подвержены как водной эрозии, так и дефляции. В четвертой ветви при 75% объединяются остальные паровые массивы. Сходство по величине свето-отражения в этой группе в пределах 94% слабоэродированных массивов со среднеэродированным объясняется гидроморфностыо почв последнего, что способствует значительному светопоглощению и, соответственно, меньшему светоотражению, несмотря на более высокую степень их эродированности.

Данный вариант группировки позволяет проводить мониторинг почвенного покрова в любом из хозяйств изучаемого сельскохозяйственного района для определения эродированности ПП, но раздельно для засоленных и незаселенных почв (табл. 1).

Таблица 1 - Группировка агроценозов по величине КСЯ на почвах различного проявления эрозионных процессов

КСЯ, % Степень эродированности КСЯ, % Степеньэродированности

0 нет эрозии 40-60 слабая ветровая, средняя водная

0-20 слабая ветровая эрозия 60-80 средняя ветровая, средняя водная

20-40 слабая ветровая, слабая водная ^ 80-100_ сильная ветровая, сильная водная

В таблице 1 показана предлагаемая группировка массивов, выделяемая дендрографическим методом. В ней для каждой из групп по характеру КСЯ указывается степень деградации ПП в процентах. Для составления шкалы эродированности предлагается сопоставлять показатели светоотражения солнечной радиации неэродированной почвы с величиной КСЯ наиболее и наименее эродированных массивов на паровых полях и полигонах с посевом мягкой пшеницы (рис. 9).

60 80 100 Рис. 9 - Шкала эродированности почвенного покрова Ишимской степи

8 Дешифрирование космических снимков районов распространения мелиорируемых почв черноземно-солонцовых комплексов Сибири

Третьим элементом мониторинга плодородия земель является анализ комплексности почвенного покрова. Отражение ее особенностей по материалам аэрофотосъемки глубоко изучено ЭЛ. Корнблюмом (1984), а в условиях Сибирского региона Л.Ю. Диц (2003) и Б. А. Смоленцевым (2002). При дешифрировании почв черноземно-солонцовых комплексов Западной Сибири прово-

11

дилась обработка синтезированного мультиспектрального снимка Ьапс1за1-7 районов распространения мелиорируемых почв.

По результатам выявления оптимального варианта синтезирования сочетанием диапазонов мультиспектральной съемки, в пределах семейства черно-земно-солонцовых комплексов Западной Сибири, обоснованного В.М. Фрид-ландом, выделены четыре категории (класса) солонцовых комплексов.

В первую группу включены комплексы луговых в разной степени засоленных и солонцеватых почв, изученные нами вблизи соленого оз. Эбейты (рис. 10).

т :

А К10С20В30 В 1ШС40В50 С ЯгСЮЗОВбО

Рис. 10 - Отображение на космических снимках луговых в разной степени засоленных и солонцеватых почв

Из рисунка 10 установлено, что: при варианте А - в видимой зоне спектра все солонцовые разности почв выделяются светлой окраской, а луговые совпадают по более интенсивному цвету полей с лугово-черноземными почвами. При варианте В, где усиливается роль среднего инфракрасного диапазона съемки, также четко различаются корковые солонцы и луговые почвы, но различия между луговыми и солонцовыми почвами сглаживаются. На варианте С, при котором усиливается роль дальнего инфракрасного диапазона съемки, а значение видимых спектров ослабляется, наиболее четко различаются по цвету все компоненты ПП. В этом случае почти белым цветом характеризуются ареалы солончаков, свегло-зеленым цветом — ареалы солонцов луговых корковых, желто-зеленым цветом солонцы луговые средние, а луговые почвы - желто-оранжевым цветом. Это позволяет рекомендовать применение для мониторинга солонцовых комплексов МКС на этапе камеральной обработки материалов полевого обследования и дистанционного зондирования Земли сочетание каналов в видимой зоне с усилением роли дальнего инфракрасного диапазона съемки.

Солонцы первой группы используются в основном как низкопродуктивные сенокосы и пастбища. Химическая мелиорация на таких почвах мало эффективна, а при высоком засолении не обеспечивается и агротехническая мелиорация (Березин Л.В., 2006). Оптимальным приемом в целях сельскохозяйственного использования данных земельных угодий является поверхностное улучшение с применением минеральных удобрений и подсевом солевыносливых трав.

Во вторую группу комплексов объективно объединяются массивы с участием солонцов, развитых в межгривных понижениях, вблизи приболотных и озерных понижений в ОПХ «Боевое» (рис. 11).

A R20G30B60 Б R10G20B30 С R30G40B50

Рис. 11 - Отображение комплексов солонцов 2-й группы

Из рисунка 11 установлено, что такие комплексы солонцов наиболее четко отображаются на синтезированном МКС в таких же диапазонах RGB R20G30B60, как и комплексы первой группы. Представлены такие солонцы светло-зеленым цветом на зеленом фоне. Эти почвы используются обычно в качестве сенокосов и пастбищ.

В третью группу включены комплексы солонцовых почв, развитых на пологих склонах с неустойчивыми гидрологическим и солевым режимами, изученные нами между озерами в Камышловской долине (рис. 12).

А R10G20B30 В ЯЗ(Ю40В50 С R20G30B6O

Рис. 12 - Отображение солонцовых почв, развитых на пологих склонах

Установлено, что: на варианте А, как и в предшествующем случае синтезирование в стандартном канале видимого спектра не позволяет различить особенности ПП. На первом снимке все почвы отображены практически одним цветом. На снимке В, по варианту включения ближнего ИК диапазона Я30040В50 достаточно четко отличаются переувлажненные почвы от авто-морфных почв на равнине, но также плохо различаются переувлажненные почвы между собой. И на снимке С, засоленные почвы на лугах четко отличаются от аналогичных почв, используемых в составе полей севооборота, более светлой окраской и неоднородным почвенным покровом, а также от переувлажненных луговых почв характерным для них оранжевым цветом.

Основной путь окультуривания таких почв - агротехническая мелиорация и периодическое применение глубокого рыхления в сочетании с фитоме-лиорацией для облегчения рассоления и предупреждения подтягивания солей из капиллярной каймы.

В четвертую группу включены комплексы, развитые на плакорных частях водораздельных пространств с развитым микрорельефом. Их отражение наиболее четко прослеживается в Омь-Иртышском междуречье (в ОПХ «Омское»). В результате на космическом снимке, в отличие от почвенной карты существенно проявляется большая контрастность ПП (рис. 13).

А ЮООЗОВЗО В К2(Ю30В70

Рис. 13 - Отображение солонцовых почв четвертой группы

С видимым стандартным спектром 30/30/30 (рис. 13 А) проявление комплексности сглаживает. На рисунке 13 В выделяются ареалы солонцов отдельными, беспорядочно расположенными пятнами, светлой окраской среди однородного темного цветоотражения. Солонцы четвертой группы четко определяются на МКС с преобладанием роли среднего ИК спектра (70) и представлены белым цветом на фоне красного и синего - почв черноземного ряда.

Радикальное улучшение солонцовых почв достигается выборочным гипсованием для ликвидации солонцовой пятнистости. Но при преобладании солонцов малонатриевых дальнейшее их улучшение следует проводить не за счет повторного внесения гипса, а применения органических удобрений.

Таким образом, установлено, что при выявлении комплексности почвенного покрова необходимо использовать МКС, где усиливается роль дальнего инфракрасного диапазона съемки, при сочетании видимых спектров. В других же случаях, где больше присутствуют каналы с ИК диапазонами съемки или же наблюдаются только видимые диапазоны съемки - дешифрирование комплексности затруднено. Благодаря нашим исследованиям, обеспечивается предложенная группировка солонцовых земель, на основании которой может производиться анализ рационального использования землепользования хозяйства со сложным почвенным покровом вплоть до обоснования путей дифференциации приемов мелиорации солонцовых и засоленных почв.

ВЫВОДЫ

1. В качестве диагностического признака типологии почв и изменения состояния почвенного покрова при проведении мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения целесообразно использование спектральной отражательной способности агрофитоценозов.

2. По сравнению с анализом одноканальных космических снимков за счет дифференциации вариантов синтезирования многоканальных снимков повышается информативность изображения, при 'этом становится возможным разделить солонцы, солонцеватые почвы, солоди, черноземы и серые лесные почвы по изменению их светоотражения.

3. Взаимосвязь между коэффициентом спектральной яркости почв на космическом снимке и содержанием гумуса в пахотном слое почв наиболее четко проявляется при анализе одноканальных снимков в среднем инфракрасном диапазоне 1550-1750 нм.

4. Разработан способ дифференциации норм органических удобрений по шкале, на примере территории южной лесостепи Западной Сибири.

5. При оценке состояния почвенного покрова в районах распространения солонцовых почв по мультиспектралыюму космоснимку возможно выделить 4 группы солонцовых комплексов, различающихся по принципал! мелиорации, и определить конкретное расположение, а также форму ареалов компонентов этих комплексов.

6. На этапе камеральной обработки космической информации в целях мониторинга плодородия почв для идентификации типов солонцовых комплексов рационально использовать наряду с видимыми диапазоны средней и дальней части инфракрасного спектра.

7. Применение дендрографического анализа космических снимков позволяет выявить в пределах изучаемой территории хозяйства или приредно-сельскохозяйсвенного микрорайона степень деградации ПП и уровень плодородия почв. И по соответствующей шкале изменения светоотражения массивов предлагается определять степень деградации почвенного покрова.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При решении задач необходимо применять несколько вариантов синтезирования, при которых раздельно выделяются культуры, зональные почвы и почвы солонцового ряда и для каждого требуется свой вариант синтезирования.

2. В целях дифференциации норм органических удобрений, а также способов агробиологической мелиорации, возможно использование одноканальных снимков в диапазоне спектра от 1550-1750 нм.

3. В целях объективного выявления оптимальных вариантов синтезирования мультиспектральных космических снимков при мониторинге плодородия почв необходимо использовать дендрографический анализ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Березин Л.В. Изучение комплексного почвенного покрова лесостепи Западной Сибири с использованием многозональных космических снимков / Л.В. Березин, Б.В. Зарайский, С.С. Никитин, О.С. Сергеева, И.В. Лысенко // Ка-

дастр объектов недвижимости. Современные технологии сбора, обработки и представления геоинформации. - Омск, 2005. - С. 77-79.

2. Сергеева О.С. О возможности почвенного дешифрирования космических снимков равнинной территории Западной Сибири / О.С. Сергеева, И.В. Лысенко // Природные и интеллектуальные ресурсы Омского региона: Мат. 1-й межвуз. науч. студенч. конф. - Омск, 2004. - С 55-59.

3. Сергеева О.С. Особенности почвенного дешифрирования космических снимков в целях мониторинга использования земель в черноземной зоне Западной Сибири / О.С. Сергеева, И.В. Лысенко // Агробиологии и экологическое земледелие: Мат. молодежного форума. - Владимир, 2005. - С 39-42.

4. Сергеева О.С. Возможность использования космических снимков при корректировке почвенных карт в целях рационального использования адаптивно-мелиоративных систем земледелия / О.С. Сергеева // Молодые ученые Мат. Междунар. науч. конф - аграрной науке. - Омск, 2007. - С. 177-183.

5. Сергеева О.С. Научные основы мониторинга и процессов деградации почв с использованием космической информации / О.С. Сергеева, Л.В. Березин // Мат. Междунар. конф. по борьбе с опустыниванием. - Абакан, 2006. - С. 298303.

6. Сергеева О.С. Методологические аспекты спектральной отражательной способности агрофитоценозов / О.С. Сергеева // Организация почвенных систем: Тр. II нац. конф. с междунар. участием. - Пущино, 2007. - С. 377-380.

7. Сергеева О.С. Мониторинг почвенного покрова Западной Сибири по данным дистанционного зондирования / О.С. Сергеева, В.М. Красниц-кий, Л.В. Березин // Плодородие. - 2010. - № 1 (52). - С. 7-8.

8. Сергеева О.С. Влияние вариантов синтезирования космических снимков спутника Landsat-7 на изучение структуры почвенного покрова солонцовых комплексов / О.С. Сергеева, A.M. Гиндемит // Вестник Алтайского ГАУ. - 2010. - №1 (63). - С. 40-45.

9. Сергеева О.С. Применение космических снимков в целях повышения объективного отражения качества земель при землеустройстве / О.С. Сергеева // Проблемы рационального использования малоплодородных земель. - Омск, 2009. - С. 239-242.

10. Патент 2337518 Способ внесения органических удобрений / О.С. Сергеева, Л.В. Березин, Д.А. Климович; Российская Федерация, МПК А01С 21 I 00; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ОмГАУ. - № 2006143977 / 12; за-явл.11. 12. 06; опубл. 10. 11. 08, бюл. № 31 (Ич.). - 21 с.

11. Сергеева О.С. Изучение комплексного почвенного покрова лесостепи Западной Сибири с использованием многозональных космических снимков / О.С. Сергеева II Агрохимическое и экологическое состояние почв и растений Западной Сибири: Сб. науч. тр. - Омск, 2008. - С. 249-254.

12. Сергеева О.С. Использование спектральной отражательной способности агрофитоценозов при дешифрировании космических снимков в целях рационального использования земель // О.С. Сергеева // Проблемы рационального использования малоплодородных земель: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. -Омск, 2009. - С. 106-116.

13. Сергеева. О.С. Совершенствование методики картографических исследований почвенного покрова при изучении возможностей использования космических снимков в целях рационального использования земель на базе идей Л.И. Прасолова / О.С. Сергеева // Изучение, освоение и использование почв Сибири. - Новосибирск, 2008. - С. 401-409.

Подписано в печать 07.11.20И. Тираж 120экз. Печать трафаретная. Заказ 080. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сергеева, Ольга Сергеевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМЕ ИЗУЧЕНИЯ МОНИТОРИГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

ГЛАВА 3 ПРИРОДНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

3.1 Географическое положение и рельеф территории

3.2 Почвы

3.3 Климат

ГЛАВА 4 ИЗУЧЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ГЛАВА 5 ДЕШИФРИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ НА ОДНОКАНАЛЬНИХ И СИНТЕЗИРОВАННЫХ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКАХ

5.1 Выявление наиболее информативного спектрального диапазона съемки при изучении растительного покрова

5.2 Выявление наиболее информативного спектрального диапазона съемки при изучении почвенного покрова

5.3 Влияние синтезирования мультиспектральных космических снимков на изучение растительного покрова

5.4 Влияние синтезирования мультиспектральных космических снимков на изучение почвенного покрова

ГЛАВА 6 ОЦЕНКА ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ГЛАВА 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

7.1 Отражение эродированности почвенного покрова на космических снимках при разных вариантах синтезирования

7.2 Дендрографический анализ деградированных почв как способ мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.

ГЛАВА 8 ДЕШИФРИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ МЕЛИОРИРУЕМЫХ ПОЧВ ЧЕРНОЗЕМНО-СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ СИБИРИ

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

Введение Диссертация по биологии, на тему "Использование спектральной отражательной способности почв и агрофитоценозов для мониторинга плодородия почв"

Актуальность. Мировой опыт свидетельствует, что развитие космических методов оценки природных ресурсов позволяет давать достаточно точную и оперативную, постоянно обновляющуюся информацию о качестве земельных фондов. В то же время дистанционная оценка почвенно-растительного покрова и в том числе мультиспектральное сканирование важна, прежде всего, для совершенствования принципов и методов почвенного картографирования в целях мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного использования.

В связи с реорганизацией системы Росгипрозем многие почвенные материалы устарели. Кроме того, за последние 15 лет принципиально изменились границы большинства землевладений. Выдать каждому крестьянско-фермерскому хозяйству качественные почвенные материалы не представляется возможным. Но система налогообложения, а в перспективе и ипотечное кредитование под залог земли настоятельно требуют выдачи каждому землепользователю экологических паспортов, в которых должно быть отражено качество почвенного покрова (ПП). В современных условиях оценка мониторинга может быть проведена специалистами региональных агрохимических и мониторинговых центров лишь на основе дешифрирования мультиспектральных космических снимков (МКС).

Цель работы: Совершенствование мониторинга плодородия почв сельскохозяйственного назначения на основе использования спектральной отражательной способности почв и агрофитоценозов с применением космической информации, для обеспечения наиболее эффективного использования земельных фондов.

Задачи исследований:

-изучить эффективность способов определения отражательной способности почвенного покрова применением наземной и космической съемки;

-определить возможность использования одноканальных и синтезированных космических снимков при обосновании максимально эффективных диапазонов космической съемки для проведения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;

-установить зависимость между содержанием гумуса в почве и спектральной яркостью космического снимка;

-разработать способ дифференциации норм органических удобрений; -выявить различия степени деградации почвенного покрова по изменению отражательной способности агрофитоценозов.

Научная новизна. Впервые в целях мониторинга плодородия почв сельскохозяйственного использования на основе применения кластерного анализа вариантов сочетания диапазонов светоотражения полей севооборотов и агроценозов научно обоснованы принципы синтезирования космических снимков для объективной оценки влияния почвенного покрова на отражательную способность агроценозов; проведена группировка солонцовых комплексов Западной Сибири, различающихся по принципам мелиорации на основе дифференциации диапазонов космической съемки и соответствующих показателей интегральных коэффициентов спектральной яркости. Определены основные закономерности изменения состава спектров светоотражения на различных почвах в качестве эталонов зерновых культур, преобладающих в регионе. Показана возможность определения по материалам полевых опытов диапазонов изменения коэффициента спектральной яркости почвенных горизонтов методом наземного фотометрирования цифровой фотокамерой с набором корректирующих светофильтров (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) для установления влияния условий почвообразования, которые невозможно выявить методами дистанционного зондирования. Разработан способ 5 дифференциации норм органических удобрений на основе материалов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) по степени гумусового состояния почв лесостепной зоны (патент РФ 2008 г. № 2337518).

Защищаемые положения, выносимые на защиту:

1. Диагностические признаки пространственных границ типов и подтипов почв наиболее четко проявляются при анализе одноканальных снимков в среднем инфракрасном диапазоне 1550-1750 нм.

2. Дендрографический анализ позволяет дать объективную оценку состояния почвенного покрова под посевами сельскохозяйственных культур и их группировку по степени светоотражения.

Практическая значимость. Усовершенствована методика почвенного дешифрирования материалов дистанционного зондирования Земли. Результаты исследований позволяют совершенствовать принципы мониторинга почвенного покрова земель сельскохозяйственного назначения с применением мультиспектральных космических снимков за счет определения изменений диапазонов спектра космических снимков с искусственных спутников Земли. Установлена возможность контроля процессов деградации и в т.ч. динамики гумусированности почв по материалам дистанционного зондирования. Результаты приведенных исследований могут быть использованы при обосновании программного обеспечения готовящегося к выпуску отечественного искусственного спутника Земли «Космос СХ». Подготовленные к печати «Методические указания по изучению методики почвенного дешифрирования космических снимков» в форме электронной версии в течение двух лет прошли апробацию в ходе практических занятий магистрантов по учебной дисциплине «Современные проблемы в агропочвоведении» и на курсах повышения квалификации преподавателей сибирского региона.

Вклад автора: Лично автором проведены полевые работы по дешифрированию космических снимков при корректировке почвенных карт в ОПХ «Омском», «Боевом» СибНИИСХ СО Россельхозакадемии и в 6 бывших совхозах «Украинский» и «Селивановский», отобраны образцы почв и проведены лабораторные исследования. Проведено сравнительное изучение методов обработки данных дистанционного зондирования Земли: Photoshop, Erdas, CorelDrow, кластерного (дендрографического) анализа космических снимков. Подготовлен базовый вариант «Методических указаний по изучению методики почвенного дешифрирования космических снимков» для студентов, обучающихся по направлению подготовки магистров 110100.68 - агрохимия и агропочвоведение при изучении дисциплин: «Современные проблемы агропочвоведения и агрохимии», «Химия почв» и «Физика почв» и для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 110100.62 - агрохимия и агропочвоведение и 022 000.62 (020800.62) - экология и природопользование в соответствии с требованиями ФГОС нового поколения в свете перехода на двухуровневое образование.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на: международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые - аграрной науке» (Омск, 2007); международных научных конференциях: «Опустынивание земель и борьба с ними» (Абакан, 2006) и «Вклад Л.И. Прасолова в изучении сельскохозяйственного освоения земель Сибири» (Абакан, 2007); международном научном конгрессе «Гео-Сибирь» (Новосибирск, 2007); национальной конференции с международным участием «Проблемы истории, методологии и философии почвоведения» (Пущино, 2007); V всероссийском съезде общества почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008). По результатам исследований получен диплом первой степени и диплом лауреата всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди молодых ученых ВУЗов Минсельхоза Российской Федерации (Новосибирск, Москва, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе две в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Получен патент РФ на

Способ внесения органических удобрений» № 2337518 Бюл. №31 опубликован 10.11.2008.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 115 страницах, состоит из введения, обзора литературы, 8 глав, выводов, предложений производству, 2 приложений, 27 рисунков и 2 таблиц. Библиографический список включает 128 источника, в том числе 7 иностранных автора.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Сергеева, Ольга Сергеевна

выводы

1. В качестве диагностического признака типологии почв и изменения состояния почвенного покрова при проведении мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения целесообразно использование спектральной отражательной способности агрофитоценозов.

2. По сравнению с анализом одноканальных космических снимков за счет дифференциации вариантов синтезирования многоканальных снимков повышается информативность изображения, при этом становится возможным разделить солонцы, солонцеватые почвы, солоди, черноземы и серые лесные почвы по изменению их светоотражения.

3. Взаимосвязь между коэффициентом спектральной яркости почв на космическом снимке и содержанием гумуса в пахотном слое почв наиболее четко проявляется при анализе одноканальных снимков в среднем инфракрасном диапазоне 1550-1750 нм.

4. Разработан способ дифференциации норм органических удобрений по шкале, на примере территории южной лесостепи Западной Сибири.

5. При оценке состояния почвенного покрова в районах распространения солонцовых почв по мультиспектральному космоснимку возможно выделить 4 группы солонцовых комплексов, различающихся по принципам мелиорации, и определить конкретное расположение, а также форму ареалов компонентов этих комплексов.

6. На этапе камеральной обработки космической информации в целях мониторинга плодородия почв для идентификации типов солонцовых комплексов рационально использовать наряду с видимыми диапазоны средней и дальней части инфракрасного спектра.

7. Применение дендрографического анализа космических снимков позволяет выявить в пределах изучаемой территории хозяйства или природно-сельскохозяйсвенного микрорайона степень деградации ПП и уровень плодородия почв. И по соответствующей шкале изменения

99 светоотражения массивов предлагается определять степень деградации почвенного покрова.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При решении задачи необходимо применять несколько вариантов синтезирования, при которых раздельно выделяются культуры, зональные почвы и почвы солонцового ряда и для каждого требуется свой вариант синтезирования.

2. В целях дифференциации норм органических удобрений, а также способов агробиологической мелиорации, возможно использование одноканальных снимков в диапазоне спектра от 1550-1750 нм

3. В целях объективного выявления оптимальных вариантов синтезирования мультиспектральных космических снимков при мониторинге земель сельскохозяйственного назначения и плодородия почв необходимо использовать дендрографический вариант кластерного анализа.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сергеева, Ольга Сергеевна, Омск

1. Агроклиматический справочник по Омской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1959.-228с.

2. Агрономическая оценка отражательной способности системы почва-растение методом компьютерной диагностики / В.И. Савич и др.. М.: КолоС, 2006.-215с.

3. Азиязов Б.М. Цифровая обработка космической видео информации для картографирования почвенно-растительного покрова / Б.М. Азиязов, А.П. Герайзаде // Геодезия и аэрофотосъемка. 1988. - №5. - С. 12-15.

4. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков / В.И. Аковецкий. -1983. 215с

5. Андроников В.Л. Дешифрирование почвенного покрова основных природных зон страны для картографирования / В.Л. Андроников, Т.В. Афанасьева, М.С. Симакова // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М., 1990. - С. 247.

6. Андроников В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв / В.Л. Андроников . М.: Колос, 1979. - 280 с.

7. Андронников В.Л. О проблеме организации аэрокосмического почвенного мониторинга / В.Л. Андронников, Т.В. Королюк, Е.И. Панкова // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М.: Наука, 1990. - 247 с.

8. Андроников Л.В. Дешифрирование почв и сельскохозяйственных культур по спектральным и многозональным аэроснимкам / Л.В. Андроников // Исследование природной среды космическими средствами. М., 1976. -С. 147-155.

9. Андроханов В.А. Принципы оценки почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов / В.А. Андроханов, В.М. Курачев // Сиб. экол. журн. 2009. - Т.6, № 2. - С. 165-169.

10. Афанасьева T.B. Практикум по дешифрированию аэрофотоснимков при почвенных исследованиях / Т.В. Афанасьева, Ю.В. Петрусевич, Т.А. Трифонова. М.: Изд-во МГУ, 1977. - 158с.

11. П.Ачасов В.А. Использование материалов космической и наземной цифровой фотосъемок для определения содержания гумуса в почвах / В.А Ачасов, Д.И. Бидолах // Почвоведение. 2008. - №3. - С. 280-286.

12. Бабий М.В. Распределение значений биометрических параметров по классам на основе измерения спектральных отражательных характеристик посевов / М.В. Бабий // Труды / Всесоюз. науч.-исслед. инт с.-х. метеорологии. Л., 1989. - Вып. 25. - С. 107-116.

13. Березин Л.В. Мелиорация и использование солонцовых почв: монография / Л.В. Березин. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2006. - 206с.

14. Березин Л.В. Почвенно-мелиоративное районирование солонцовых комплексов Зауралья и Западной Сибири / Л.В. Березин // Интенсификация земледелия в Западной Сибири. Новосибирск, 1985. -С. 104-111.

15. Березин Л.В. Солонцы Сибири: их особенности и мелиорация / Л.В. Березин // Мелиорация и водное хозяйство. 1995. - №3. - С. 18-20.

16. Богомолов Л.А. Дешифрирование аэроснимков / Л.А. Богомолов. М.: Недра, 1976.- 144с.

17. Богомолов Л.А. Оптическая генерализация и использование космических снимков для обновления мелкомасштабных карт : обзор проблемы / Л.А. Богомолов // Аэрометоды в географии. М., 1974. - С. 24-26.

18. Бубнова Т.В. Влияние гумуса на отражательную способность почв / Т.В. Бубнова // Почва удобрение - плодородие: Мат. междунар. науч.-производств. Конф . - Минск, 1999. - С. 8-10.

19. Бурлаков М. Corel DRAW 12 / М. Бурлаков. СПб.: БХВ, 2004. - 88с.

20. Верещака Т.В. Визуальные методы дешифрирования / Т.В. Верещака. -М.: Наука, 1990.- 115 с.

21. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг динамики почвенного покрова / Б.В. Виноградов // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М., 1990. - 247 с.

22. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг гумусного состояния почв /Б.В. Виноградов // Почвоведение. 1988. - №4. - С. 38-48.

23. Востокова Е.А Экологическое картографирование на основе космической информации / Е.А. Востокова // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М., 1990. - 247 с.

24. Востокова Е. А. Картографирование по космическим снимкам и охрана окружающей среды / Е. А. Востокова. М. : Наука, 1982. - 228с.

25. Востокова Е.А. Экологическое картографирование на основе космической информации / Е.А. Востокова, В.А. Сущеня, J1.A. Шевченко. -М.: Недра, 1988.-223с.

26. Временные технические указания по составлению и изготовлению среднемасштабных сельскохозяйственных тематических карт и фотокарт по материалам КФС. Астана: ВИСХАГИ Казах, фил., 1986. - 176с.

27. Возможности оперативного выявления аномалий в динамике развитиярастительности на основе данных прибора MODIS (ИКИ РАН) / В.А.104

28. Толпин и др. // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса : тез. докл. восьмой всерос. открытой ежегод. конф. 1519 нояб. 2010 г. М, 2010. - С. 61.

29. Ганжара Н.Ф. Практикум по почвоведению / Н.Ф. Ганжара,

30. Б.А. Борисов, Р.Ф. Быйбеков. М.: Агроконсалт, 2002. - 280с.

31. Гарбук C.B. Космические системы дистанционного зондирования Земли / C.B. Гарбук, В.Е. Гершензон. M.: А и Б, 1997. - 297с.

32. Гладков Ю.А. Солонцы засушливой степи Алтайскогокрая и приемы их мелиорации / Ю.А. Гладков И.Т. Трофимов // Мелиорация и использование солонцов в Сибири. Новосибирск, 1984. - С.36-51.

33. Горшенин К.П. Почвы южной части Сибири (от Урала до Байкала) / К.П. Горшенин. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 592с.

34. Гопп Н. В.Дистанционная оценка факторов пространственной дифференциации почвенно-растительного покрова Джулукульской котловины: автореф. дис. . канд. биол. наук: 03.00.27 / Гопп Наталья Владимировна. Новосибирск, 2009. - 20с.

35. Градобоев Н.Д. Почвы Омской области / Н.Д. Градобоев, В.М. Прудникова, И.С. Сметанин. Омск: Ом. кн. изд-во, 1960. - 372с.

36. Дэвис Дж.С. Статистический анализ данных в геологии: пер. с англ. / Дж. С. Дэвис. М.: Недра, 1990. - 427с.

37. Дешифрирование космической информации для целей картографического обеспечения охраны окружающей среды: практ. рук. М.: ГУГК, 1982. -124с.

38. Дистанционное зондирование: количественный подход / Ш.М. Дейвис и др. // Докучаевское почвоведение 100 лет на службе сельского хозяйства. -Л., 1983.-С. 94-95.

39. Дистанционное зондирование: количественный подход / под ред. Ф. Свейна, Дейвиса Ш. М.: Недра, 1983. - 415 с.

40. Дитц Л.Ю. Геоинформационные системы в почвенной картографии / Л.Ю. Дитц, Б.А. Смоленцев. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2002. -78 с.

41. Дитц Л.Ю. Методологические аспекты ландшафтно-индикационного изучения почвенного покрова : монография / Л.Ю. Дитц. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. - 125с.

42. Дмитриев В.И. Способы улучшения природных кормовых угодий на солонцовых землях / В.И. Дмитриев, В.И. Серебренников // Науч.- тех. бюл. / Сиб. науч. исслед. ин-т сел. хоз-ва. Сиб. отд-ние. Новосибирск, 1992.-Вып. З.-С. 19-23.

43. Добротворская Н.И. Структура почвенного покрова в системе агроэкологической оценки земель в лесостепи Западной Сибири / Н.И. Добротворская // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 2009. - № З.-С. 25-31.

44. Добротворская Н.И. Стабильный стронций в лесостепных и степных ландшафтах Западной Сибири / Н.И. Добротворская, Н.В. Семендяева // Почвоведение. 2001. - N 2. - С. 192-203.

45. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Агропромиздат, 1985.-351с.

46. Докучаев В.В. О сибирском черноземе: классик почвоведения В.В. Докучаев / В.В. Докучаев. М.: Колос,1882. - 460 с.

47. Дробыш C.B. Отражательная способность почв разной степени смытости / C.B. Дробыш, Т.В. Бубнова, Т.Н. Азаренок // Почвоведение и агрохимия. 2010. -№ 1(44).-С. 49-57.

48. Евдокимова Т.И. Почвенная съемка / Т.И. Евдокимова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. - 262с.

49. Егоров В.П. Вопросы почвенно-агрономического районирования Зауральской части Западно-Сибирской черноземной провинции / В.П. Егоров, JI.A. Кривонос, И.В. Дюрягин // Почвоведение. 1971. - №3. - С. 14-30.

50. Исследования автоматизированных информационных и экспертных систем в почвоведении / В.А. Рожков и др. // Достижения науки и техники в АПК. 1989. -N1.- С. 19-39.

51. Караванова E.H. Оценка содержания гумуса в почвах по их спектральной отражательной способности / E.H. Караванова, Д.С. Орлов // Агрохимия. 1996.-№1-С. 3-9.

52. Каретин JI.H. Черноземные и луговые почвы Тобол-Ишимского междуречья / JI.H. Каретин. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1982 . -293 с.

53. Каретин JI.H. Почвы Тюменской области / JI.H. Каретин; Ин-т почвоведения и агрохимии. Новосибирск: Наука Сиб. отд-ние, 1990. -283с.

54. Карманов И.И. О применении спектрофотометрических коэффициентов к изучению почвообразовательных процессов / И.И. Карманов // Почвоведение. 1968. - №2. - С.13-29.

55. Карманов И.И. Опыт установления количественных связей между цветовыми свойствами почв и их вещественным составом / И.И Карманов, В.А. Рожков // Почвоведение. 1972. - №2. - С. 71-79.

56. Карманов И.И. Спектральная отражательная способность и цвет почв как показатель их свойств / И.И. Карманов. М.: Колос, 1974. - 351 с.

57. Климат Омска / под ред. Ц.А. Швер JL: Гидрометеоиздат, 1980. - 248 с.

58. Книжников Ю.Ф. Принцип множественности в современныхаэрокосмических методах и способы дешифрирования серий снимков присельскохозяйственных исследованиях / Ю.Ф. Книжников, В.И. Кравцова107

59. Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М., 1990. - 247 с.

60. Ковба Ç.A. Климатчиеские ресурсы Омской области / С.А. Ковба // Природные ресурсы Омской области и их рациональное использование. -Омск, 1985.-С. 5-7.

61. Корнблюм Э.А. Использование особенностей набухания солонцов для определения наименьшей эффективной концентрации раствора химического мелиоранта / Э.А. Корнблюм, В.А. Грачев // Почвоведение. 1984.- N1.- С.143-148.

62. Корнблюм Э.А. Основные уровни морфологической организации почвенной массы / Э.А. Корнблюм // Почвоведение. 1975. - №9. -С. 3659.

63. Кривальцевич C.B. Дистанционное зондирование деградированных почв: автореф. дис. . канд. физ-хим. наук : 25. 00. 35 / Кривальцевич Сергей Викторович. Барнаул, 2005. - 18 с.

64. Кринов E.JI. Спектральная отражательная способность природных образований / Е.Л. Кринов. M.; JL: Изд-во АН СССР, 1947. - 271 с.

65. Курачев В.М. Засоленные почвы Западной Сибири / В.М. Курачев, Т.Н. Рябова. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1981. - 152 с.

66. Лаврова Н.П. Космическая фотосъемка / Н.П. Лаврова. М.: Недра, 1983. -287 с.

67. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России / Л.Ф. Литвин. М.: Академкниг, 2002. - 255 с.

68. Михайлова H.A. Взаимосвязь между содержанием гумуса в почве и ее отражательной способностью / H.A. Михайлова // Почвенные и агрохимические исследования на Дальнем Востоке. Владивосток, 1970. -Вып. 1.-С. 53-59.

69. Михайлова H.A. Оптические свойства почв и почвенных компонентов / H.A. Михайлова, Д.С. Орлов. М.: Наука, 1986. - 118с.

70. Михайлова H.A. Спекторофотометрический анализ почв по светоотражению / H.A. Михайлова. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981.-61с.

71. Мищенко Л.Н. Почвы Омской области их сельскохозяйственное использование : учеб. пособие / Л.Н. Мищенко. Омск: ОмСХИ, 1991. -163 с.

72. Никольский H.H. Почвоведение: учебник / H.H. Никольский. М.: Сельхозгиз, 1959. - 320 с.77.0биралов А.И. Дешифрирование снимков для целей сельского хозяйства / А.И. Обиралов. М.: Наука, 1984. - 244 с.

73. Омская область / под ред. М.К. Юрасова Омск: Ом. кн. изд-во, 1963. -204 с.

74. Орлов Д.С. Методы определения и показатели гумусного состояния почв / Д.С. Орлов // Методы изучения и повышения плодородия засоленных почв : науч. тр. / Почв, ин-т им. В.В. Докучаева. М., 1986. - С. 91-98.

75. Орлов Д.С. Новые проблемы спектральной отражательной спосбности почв и ландшафтов / Д.С. Орлов // Почвоведение. 1982. - №1. - С. 117119.

76. Орлов Д.С. Спектральная отражательная способность почв и их компонентов / Д.С. Орлов, Н.И. Суханова, М.С. Розанова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001.- 175 с.

77. Панин П.С. Ирригационная эрозия черноземов и гидрохимия стока / П.С. Панин, A.A. Танасиенко // "Почвоведение. 1989. - №2. - С. 113-122.

78. Панкова Е.И. Дистанционный мониторинг засоления орошаемых почв / Е.И. Панкова, Д.А. Соловьев. М.: Колос, 1993. - 191с.

79. Панкова Е .И . Дистанционная диагностика засоления почв под культурой хлопчатника / Е.И. Панкова // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. М., 1990.-С. 175-182.

80. Платоненко М.А. О точности картирования почв на материалах аэрофотосъемки / М.А. Платоненко // Почвоведение. 1960. - №1. - С. 94-100.

81. Платоненко М.А. Количественная характеристика дешифровочных признаков почв на аэроснимках при помощи коэффициентов корреляции / М.А. Платоненко // Почвоведение. 1982. - №1. - С. 75- 83.

82. Покровский Г.И. Об исследовании гумуса в почвах оптическим путем / Г.И. Покровский // Почвоведение. 1929. - № 12. - С. 124-136.

83. Почвенный очерк. Омск: Запсибгипрозем, 1987. - 180 с.

84. Почвозащитное земледелие / под ред. А. И. Бараева. М.: Колос. - 1975. -304 с.

85. Прудникова В.М., Рейнгард Я.Р. / Геоморфологическое районирование Омской области // науч. тр. // омск. с.-х. инст., 1975. Т. 140. - С.3-10.

86. Развитие цифровых методов топографического картографирования: обзор, информ. М.: Наука, 1990. - 95 с.

87. Разумов В.И. Категориально-системная методология в подготовке ученых : учеб. пособие / В.И. Разумов. Омск: Изд-во ОмГУ, 2004. -140с.

88. Рачкулик В.И. Отражательные свойства и состояние растительного покрова / В.И. Рачкулик, М.В. Ситникова. JL: Гидрометеоиздат, 1981. -287 с.

89. Рейнгард Я. Р. Эрозия почв в Омской области : учеб. пособие / Я.Р. Рейнгард. Омск: ОмСХИ, 1987. - 84 с.

90. Рейнгард Я.Р. Формирование структуры почвенного покрова в степной зоне Западной Сибири (на примере Омской области) : монография / Я.Р. Рейнгард, C.B. Долженко. Омск: ОмГАУ, 2002. -176 с.

91. Рожков В.А. Метод главных компонент и его применение в почвоведении / В.А. Рожков//Почвоведение.- 1975.-№ 10.-С. 141-151.

92. Рожков В. А. Почвенная информатика / В.А. Рожков, C.B. Рожкава. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1993. - 189 с.

93. Рожков В.А. Становление почвенной информатики / В.А. Рожков // Почвоведение. 2002. - N 7. - С. 58-64.

94. Савин И.Ю. Анализ спектральной отражательной способности почв ЦЧР с использованием ЭВМ / И.Ю. Савин // Докл. Всерос. акад. с.-х. наук.- 1989.-N4.- 1989. С. 46-48.

95. Сагдеев Р.З. Многозональные аэрокосмические съемки Земли / Р.З. Сагдеев. М.: Наука, 1981. - 344 с.

96. Сапожников П.М. Методологические принципы государственной кадастровой оценки сельскохозяйственных угодий / П.М. Сапожников // Докл. Всерос. акад. с.-х. наук. 2004. - N 1 . - С. 20- 23.

97. Симакова М.С. Некоторые методические вопросы аэрокосмического мониторинга почв / М. С. Симакова // Тезисы докладов II съезда почвоведов. М., 1996. - Кн. 2. - С. 255.

98. Симакова М.С. Дешифрирование почвенного покрова Нечерноземья на космических снимках разных типов при составлении мелкомасштабных почвенных карт / М. С. Симакова // Исследования Земли из космоса. -1985.-№6.-С. 22-27.

99. Симакова М.С. Аэро- и космические методы в почвоведении / М.С. Симакова // Почвоведение. 2002. - N 7. - С 809-813.

100. Смоленцева E.H. Разнообразие компонентов почвенного покрова Чуйской котловины Горного Алтая / E.H. Смоленцева // Сиб. экол. журн. 2009-№ 6-С. 179-186.

101. Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса / Н. А. Абушенко и др.. М.: Колос, 2004. - 190с.

102. Современные аспекты оценки земель и плодородия почв / И.И. Карманов и др. // Почвоведение. 2002. - N 7. - С. 850.

103. Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса / С. А. Барталев и др.. М. : Недра, 2004. - 174с.

104. Состояние и охрана окружающей среды Омской области в 2004 году / под ред. H.H. Яловенко Омск : ГУПР, 2005 - С. 6-88.

105. Состояние и охрана окружающей среды Омской области в 2005 году / под ред. H.H. Яловенко Омск : ГУПР, 2006 - С. 3-90.

106. Состояние и охрана окружающей среды Омской области в 2006 году / под ред. H.H. Яловенко Омск : ГУПР, 2007 - С. 3-90.

107. Состояние и охрана окружающей среды Омской области в 2007 году / под ред. H.H. Яловенко Омск : ГУПР, 2008 - С. 3-90.

108. Состояние и охрана окружающей среды Омской области в 2008 году / под ред. H.H. Яловенко Омск : ГУПР, 2009 - С. 5-76.

109. Степанов А.Ф. Продуктивность люцерно-пырейных травосмесей в зависимости от способа посева и соотношения компонентов / А.Ф. Степанов // Науч. тр. / Ом с.-х. ин-т им. С. М. Кирова. Омск, 1978. - Т. 172.-С. 20-24.

110. Толчельников Ю.С. Оптические свойства ландшафтов / Ю.С. Толчельников. JL: Наука, 1974. - 252 с.

111. Федорченко П.П. Спектральная отражательная способность некоторых почв / П.П. Федорченко К.Я. Кондратьев. Д.: Гидрометеоиздат, 1981 - 231 с.

112. Фридланд Л.М. Структура почвенного покрова / Л.М. Фридланд. -М.: Мысль, 1972.-423 с.

113. Шевченко Л.А. Изучение и мониторинг динамики природной среды и ее компонентов по материалам космических съемок / Л.А. Шевченко. -М.: Недра, 1990.-20 с.

114. Щербенко Е.В. Методика цифровой обработки аэрокосмической информации для составления почвенных карт / Е.В. Щербенко, В.В. Асмус, В.Л. Андроников // Исследование Земли из космоса. 1990. - №4. -С. 102-112.* *

115. Bower S.A. Reflection of radiant energy from soil / S.A. Bower, R.J. Hanks // Soils Sci. 1965. - Vol. 100, N2. - P. 130-138.

116. Corwin D.L. Field testing of models which identify soils susceptible to salinity development / D.L. Corwin, M. Sorensen, J.D. Rhoades // Geoderma. -1989.-Vol. 45, № 1.-P. 31-64.

117. Kind G.J. Soil-Landscape analysis in relation to soil distribution and mappind at a site within the Weyburn association / G.J. Kind, D.F. Acton,

118. R.J. Arnaud // Canad. J. Soils Sci. 1983. - Vol. 63, N4. - P.657-670.

119. Schmugge T. Soil moisture sensing with micro ware technigues, Proc. 14- th Int. Symp / T. Schmugge // Remote Sensing Environ. San Jose, 1980. -V.l. -P. 487- 505.

120. Wooley J.T. Reflectance and transmittance of light by leaves / J.T. Wooley // Plant Physiol. San Jose, 1971. - P.656-662.