 |  | |
 УДК 504.064 Индексы состояния как средство мониторинга почв техногенно нагруженных территорий
Бердникова Т.В., аспирант, Ермаков В.В., доцент Самарский государственный технический университет, Россия
Рассмотрена возможность применения индексов состояния для мониторинга почв, подверженных техногенной нагрузке.
С каждым годом развитие промышленного сектора возрастает. С набором производственных мощностей увеличивается нагрузка на окружающую среду. При этом затрагиваются все ее компоненты, в частности, почвенный покров. В результате деятельности промышленных комплексов происходит выброс различных веществ, их миграция из одних сред в другие и накопление в природных объектах. Повышение концентрации отдельных компонентов может привести к загрязнению среды и ее полной или частичной деградации [3]. Для предотвращения возможной ситуации законодательно установлены мероприятия по осуществлению мониторинга территорий, подверженных существенной антропогенной нагрузке. Одной из задач государственного мониторинга земель является своевременное выявление изменений их состояния, оценка и прогнозирование этих изменений [1]. В большинстве случаев обеспечение объективной информации о состоянии почвенного покрова в конкретный момент времени на месте исследования представляет собой ключевую проблему[3]. На сегодняшний день для мониторинга почв применяются полевые и лабораторные методы [3]. Несмотря на то, что полевые методы применяются непосредственно на месте, они имеют большую погрешность измерения, что не позволяет правильно оценить качество почв. Именно поэтому в большинстве случаев контроль состояния почвенного покрова проводится натуральным методом с забором проб и их исследованием в лабораторных условиях. Лабораторные методы исследования довольно точны, однако трудоемки, длительны и дорогостоящие. Такой способ так же, как и полевой метод, имеет ряд недостатков, поскольку для реальной оценки почвенного покрова территории необходима непрерывная фиксация его состояния в реальном времени. Решением данной проблемы является применение техники прямого спектрального зондирования с внедрением в модель индексов состояния. Спектральное зондирование – инновационный метод исследования объектов, который сейчас активно развивается. Считается, что каждый химический элемент имеет свои спектральные характеристики. Таким образом, основная идея способа состоит в фиксации спектров объекта для получения информации об его элементном составе. Однако экспериментально доказано, что спектральное зондирование имеет низкую чувствительность. Так, для повышения точности определения химических компонентов предлагается ввести индексы состояния. Это расчетные критерии, определяемые как соотношение спектральных характеристик только на определенных длинах волн [4]. Индексы состояния ранее применялись только для оценки состояния растительного покрова. Индексы состояния используются при дистанционном зондировании Земли для определения вегетационной функции растений, влаги [4]. На определенных видах почв индексы могут давать информацию о составе. Внедрение максимально возможного количества описательных значимых индексов в многофакторное пространство моделирования состояния почв позволит создать максимально точную модель. Исследование в данном направлении позволит в дальнейшем дополнять и уточнять модель без применения натурных измерений. Для создания спектральных индексов изначально проводится оценка интенсивности отражения на различных спектральных полосах при помощи метода многомерного анализа данных, но далее в расчетах будут использованы только несколько единичных спектральных полос, что упростит и существенно ускорит выполнение каждого единичного измерения [2]. В ходе исследования, проведенного автором работы, было доказано, что использование индексов вполне целесообразно для прогнозирования качества почв [2]. Был разработан индекс состояния для оценки содержания фосфора в почвенном покрове. Разработка индекса состояния почв проводилась путем перебора соотношений спектральных характеристик разных длин волн, а, также, модернизацией вегетационного и других индексов, характеризующий качество растительности, покрывающую верхний слой земной поверхности. Найдена высокая зависимость вариации инфракрасного индекса с содержанием фосфора. Коэффициент корреляции составил более 80%, что подтвердило реальную возможность использования полученного критерия для оценки состояния почвенного покрова относительно концентраций общего фосфора в нем [2]. По остальным показателям (азот нитратный и нитритный, калий, натрий, сера валовая, влажность) зависимость ниже, однако, прослеживается. Работа в направлении разработки индексов состояния продолжаются. Таким образом, экспериментально было доказано, что индексы состояния могут быть использованы совместно с прямым спектральным зондированием при мониторинге почв техногенно нагруженных территорий.
Библиографический список
| ||
 |  |
