Изучение растительности степного пояса Хакасии комплексными спутниковыми и наземными методами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Шуркина, Анастасия Ивановна

• Шуркина, Анастасия Ивановна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шуркина, Анастасия Ивановна

Введение.

Глава 1 Исследование растительного покрова на основе спутниковых данных

1.1 Место и роль спутниковой информации в исследовании природных объектов.

1.2 Специфика исследования растительного покрова посредством спутниковых данных.

1.3 Опыт использования спутниковых данных применительно к задачам исследования растительности аридных и семиаридных зон.

Глава 2 Природные условия района исследования

2.1 Физико-географическое положение и рельеф.

2.2 Климатические условия.

2.3 Почвы и растительность.

Глава 3 Объекты и методы исследований

3.1 Объекты исследований.

3.2 Методы исследований.

3.2.1 Геоботанические исследования.

3.2.2 Методика исследования растительности по спутниковым данным Land sat 7 ЕТМ +.

Глава 4 Биолого-экологическая характеристика растительности в пределах степного пояса Хакасии

4.1 Характеристика пространственного распределения и структуры растительности.

4.2 Отношение растительных ассоциаций к фактору увлажнения.

4.2.1 Экологический спектр растительности.

4.2.2 Содержание воды в листьях растений степного пояса.

4.3 Пространственно-временная изменчивость надземной фитомассы.

Глава 5 Экспериментальное дешифрирование растительности в пределах степного пояса Хакасии

5.1 Создание и анализ композитных изображений.

5.2 Выявление классификационных единиц растительности на основе спектральных индексов.

5.3 Картирование растительности степного пояса Хакасии на основе интеграции спутниковых и наземных данных.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение растительности степного пояса Хакасии комплексными спутниковыми и наземными методами»

Актуальность темы. Качество природной среды обитания человека напрямую зависит от правильной и рациональной организации отношений человека, его хозяйства с компонентами ландшафтно-географической сферы. Особенно это касается растительности, ключевого звена природных комплексов и агроландшафтов. Решение задач рационального использования растительного покрова прямо связано с изученностью и пониманием его средоформирующего и средозащитного потенциалов. На первый план все более определенно выходит необходимость картирования современного состояния и экологической оценки растительности в рамках конкретных природных комплексов. Такие исследования особенно актуальны для степных экосистем, находящихся длительное время под интенсивным управлением человека.

Республика Хакасия входит в Алтае-Саянский регион (АСЭР) - одну из приоритетных территорий в деятельности Всемирного фонда дикой природы (WWF) в России. Территория республики характеризуется высоким природным потенциалом, степенью биоразнобразия и включает природные комплексы разного типа, в том числе и степные экосистемы, являющиеся одними из самых интересных островных степей АСЭР (Бытотова, 2006).

С другой стороны, Хакасия является регионом, занимающим важное место в сельскохозяйственном производстве Сибири (Семенов и др., 2004). Интенсивное использование природных ресурсов, развернувшееся с 50-х годов прошлого столетия, изменило состояние растительного покрова и его значение в структуре землепользования республики (Волкова и др., 1979). Пастбищное животноводство в течение многих лет являлось главным источником негативных воздействий на растительность. Современное использование пастбищ должно соответствовать природным условиям конкретной местности. В первую очередь необходимо учитывать биопродуктивность естественных пастбищ и риск их деградационных изменений. Созданная десятки лет назад карта растительного покрова Хакасии (Куминова, 1976) и ландшафтная карта агроприродного потенциала геосистем Минусинской котловины (Лысанова, 1999) не отражают современное состояние растительных ресурсов, и, тем более, не дают возможности прослеживать основные тенденции в динамике биолого-экологических параметров растительного покрова. Анализ литературных данных показал, что в настоящее время исследования, посвященные изучению и картированию современного растительного покрова степного пояса Хакасии, практически не осуществляются. Такие исследования проводятся в основном на заповедных территориях Республики. В то же время, сегодня крайне необходимы современные геоботанические карты и картосхемы для разработки основ экологически ориентированного землепользования многих регионов России, в том числе и Хакасии.

Современные технологии, основанные на использовании спутниковых данных, обладая рядом значительных преимуществ над наземными методами, позволяют осуществить многие представленные выше направления в исследовании растительности. Признано, что космические снимки содержат материал исключительной ценности для изучения ландшафтной оболочки земли и ее отдельных компонентов, в том числе и растительности. Для решения вопросов, связанных с картированием растительности, необходимо выяснить, с какой степенью детальности возможно дешифрирование растительности на космических снимках, каким образом с наибольшей полнотой можно использовать спутниковые данные для составления карт растительности.

Опыт геоботанических исследований с применением космических материалов показал, что прямое дешифрирование растительности только по отражательной способности затруднительно (Воробьев, Казначеев, 1988). Информация о растительности может быть извлечена из космического снимка путем анализа связи биолого-экологических параметров растительных сообществ и спектральных данных.

Для адекватной интерпретации аэрокосмических данных необходимо привлечение большого объёма тематической информации об объектах мониторинга, включающей картографические материалы (почвенные, геоботанические карты и т.д.), данные полевых работ и многое другое. Следовательно, необходимо совмещение спутниковых и наземных исследований в единый комплекс.

В настоящее время опубликовано много работ посвященных исследованию растительного покрова на основе анализа многоспектральных спутниковых данных, как за рубежом, так и на территории России. Несмотря на это существует ограниченное количество русскоязычных работ посвященных изучению именно степных растительных сообществ. Предлагаемая работа призвана восполнить этот пробел.

Целью работы является исследование растительности степного пояса Хакасии на основе комплексного использования многоспектральной космической информации среднего разрешения и данных геоботанических обследований.

Задачи исследований:

- изучить растительность степного пояса Хакасии на отдельных полигонах и охарактеризовать ее современное пространственное распределение и структуру; исследовать пространственно-временную динамику надземной фитомассы степных растительных ассоциаций и содержание воды в листьях растений разных экологических групп для интерпретации спутниковой информации;

- выявить основные информационные возможности вегетационного (ЫОУ1) и водного (Ж)\¥1) индексов для целей дешифрирования и картирования степной растительности.

- составить на основе интерпретации многоспектральной космической информации среднего разрешения и наземных данных картосхемы растительности, отражающие современное состояние растительного покрова отдельных районов степного пояса Хакасии.

На защиту выносятся следующие положения:

- особенности и характер распределения в современных условиях классификационных единиц растительности разного уровня на полигонах в пределах степного пояса Хакасии; закономерности изменения надземной фитомассы степных растительных ассоциаций, а также содержание воды в листьях растений разных экологических групп;

- различия вегетационного (Ж)У1) и водного (МО\¥1) индексов растительных ассоциаций, лежащие в основе интерпретации и картирования растительности;

- картосхемы современного растительного покрова отдельных районов степного пояса Хакасии, созданные на основе интеграции многоспектральной космической информации и геоботанических обследований.

Научная новизна. Проведено исследование и картирование многих уцелевших массивов современной естественной растительности степного пояса Хакасии на основе интеграции наземных и спутниковых данных. Получены новые данные о структурно-функциональных особенностях разных растительных сообществ имеющие значение не только для интерпретации многоспектральных спутниковых изображений, но и оценки современного состояния растительного покрова Хакасии. Прослежена пространственно-временная динамика надземной фитомассы в отдельных районах степного пояса Хакасии для адекватной интерпретации спутниковой информации, картирования растительности и оценки ее кормовой ценности.

Практическая значимость. Комплексное использование спутниковых данных среднего разрешения и геоботанических исследований позволило классифицировать и картировать современный растительный покров отдельных степных массивов Хакасии. Результаты, полученные в ходе работы, могут быть использованы в дистанционном мониторинге состояния естественной растительности, оценке продуктивности и степени нарушенности растительного покрова не только республики Хакасии, но и других районов со сходными ландшафтно-климатическими условиями. Данные исследований, отраженные в виде картосхем растительного покрова являются источником информации для создания электронного атласа республики Хакасия, а также организации системы мер по улучшению и восстановлению естественных кормовых угодий.

Апробация. Материалы исследований были представлены на: конференции молодых ученых института биофизики СО РАН (Красноярск, 2005), конференции молодых ученых Красноярского научного' центра СО РАН (Красноярск, 2005), международной школе-конференции «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2005, 2006), четвертой Российской конференции «Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока» (Красноярск, 2006), VIII научной конференции по тематической картографии «Геоинформационное картографирование для сбалансированного территориального развития» (Иркутск, 2006), юбилейной Всероссийской конференции «Дистанционное зондирование Земли из космоса» (Москва, 2007).

Материалы диссертационной работы включались в отчеты Российского фонда фундаментальных исследований (07-05-96807-рснисейа) «Изучение продуктивности наземных экосистем на примере территорий Юга Красноярского края и Хакасии на основе интегральной системы космического мониторинга» (2007-2008) и Красноярского фонда научных исследований (17G014, 2007).

Личный вклад автора. Все исследования по теме диссертации осуществлялись автором или при его непосредственном участии, в том числе: сбор наземных данных (период с 2001 по 2007 гг.) их анализ, обобщение, интерпретация космических изображений и составление картосхем современного растительного покрова отдельных участков степного пояса Хакасии.

Благодарности. Автор признательна доктору технических наук, профессору Шевырногову А.П. за постановку актуальной темы научных исследований и методическую помощь в работе над диссертацией, кандидату биологических наук Зоркиной Т.М. за научные консультации в процессе работы над диссертацией и предоставлении материалов своих исследований, а также сотрудникам и аспирантам лаборатории экологической информатики института биофизики СО РАН.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликован 15 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 121 странице компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы, 7 приложений. Работа содержит 5 таблиц, 20 рисунков, список использованной литературы включает 130 источников.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Шуркина, Анастасия Ивановна

выводы

1. В пределах исследуемых полигонов в степном типе растительности выделены классы формаций опустыненных, настоящих и луговых степей, представленные 17 ассоциациями. На основе геоботанических описаний по результатам исследования составлены обобщенная классификация растительности, отражающая характерные для данной территории смены ассоциаций под влиянием экологических факторов. Данные схемы в совокупности с классификациями ассоциаций по увлажнению и запасу надземной фитомассы выполняют роль основных классов дешифрируемых на спутниковых изображениях.

2. Доминирующими экологическими группами по отношению к фактору увлажнения в растительном покрове выступают ксерофиты и мезоксерофиты, широко распространенные в пределах настоящих степей и характеризующиеся низким содержанием воды в листьях. Наименьшей степенью оводненности (40-55 %), значительно уменьшающейся к концу вегетационного периода, отличаются ксерофитные узколистные дерновинные злаки (Stipa capillata, Koeleria cristata, Festuca valesiaca и др.). Высокое содержание воды (более 70%) отмечается в листьях ксеромезофитов и мезофитов, произрастающих в условиях лугового-степного увлажнения или приозерных понижениях {Sanguisorba officinalis, Elytrigia repens, Geranium pratense и др).

3. Пространственно-временная динамика надземной фитомассы растительных ассоциаций определяется особенностями их флористического состава, проективным покрытием, преобладанием тех или иных ботанических и экологических групп. Максимальный запас надземной фитомассы в большинстве ассоциаций отмечается в середине июля, а в некоторых (разнотравно-перистоковыльной ассоциации) в середине июня. Среднегодовая надземная фитомасса в исследуемых растительных ассоциациях в годы увлажнения близким к норме колеблется от 2,7 до 38,5 ц/га Высокими кормовыми качествами отличаются овсецово-разнотравные и злаковоразнотравные с кустарниками ассоциации, характеризующиеся высокой долей отлично и хорошо поедаемых злаков и бобовых в травостое.

4. Соотношение ботанических и экологических групп определяет спектральные контрасты растительных ассоциаций и используется при интерпретации спутниковых данных, в частности для анализа вегетационного и водного индексов.

5. Выведены закономерности взаимосвязи водного и вегетационного индексов с эколого-ботаническими группами степной растительности. Значения КОУ1 и 1чПЭ\У1 по мере усиления роли в травостое доли мезоксерофитного и ксеромезофитного разнотравья значительно увеличиваются. Максимальные значения индексов наблюдаются в злаково-разнотравной с кустарниками ассоциации, а минимальные значения наблюдаются в злаково-разнотравной (опустыненной) ассоциации в условиях сухостепного увлажнения. Выраженность различий спектральных индексов, обусловленная степенью развития эколого-биологических групп, выше во влажные годы, чем в засушливые.

6. Крупномасштабные картосхемы современного растительного покрова в пределах степного пояса Хакасии, составленные на основе интеграции спутниковых и наземных данных дают не только пространственно-детализированное представление о растительности, но и представляют интерес для оценки состояния и продуктивности степных пастбищ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шуркина, Анастасия Ивановна, 2008 год

1. Алланзарова, У. Использование материалов космической фотосъемки для изучения и картографирования растительного покрова пустынной зоны Узбекистана / У. Алланзарова, В.И. Ураганов // Исследование Земли из космоса. 1982. - №4. - С. 53-58.

2. Анкипович, Е.С. Каталог флоры Республики Хакасия / Е.С. Анкипович. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1999. - 74 с.

3. Артеменок, В.Н. Эрозионное зонирование сельскохозяйственных земель Хакасии / В.Н. Артеменок // География и природные ресурсы. 1998. -№3. - С. 62-67.

4. Баженова, О.И. Эрозионное районирование Юга Восточной Сибири / О.И. Баженова, Е.М. Любцова, Ю.В. Рыжов // География и природные ресурсы. 1997. - №2. - С. 68-73.

5. Баженова, О.И. Оценка многолетней изменчивости современных эоловых процессов на Юге Сибири / О.И. Баженова, Г.Н. Мартьянова // География и природные ресурсы. 2001. - №4. - С. 79-85.

6. Баженова, О.И. Современные морфоклиматические режимы степей и лесостепей Сибири / О.И. Баженова, Г.Н. Мартьянова // География и природные ресурсы. 2002. - №3. - С. 57-64.

7. Баррет, Э. Введение в космическое землеведение. Дистанционные методы исследования Земли / Э. Баррет, Л. Куртис. М:. Изд-во «Прогресс», 1979.-367 с.

8. Барталев, С.А. Спутниковый мониторинг бореальных экосистем / С.А. Барталев, Е.А. Лупян // Природа. 2005. - №9. - С.44-53.

9. Бауэр, М.Е. Спектральные методы идентификации и оценки состояния зерновых культур // Дистанционное зондирование природных ресурсов из космоса. Труды института инженеров по электронике. Москва: "Мир", 1985. - Т. 73.- №6. - С. 185-201.

10. Бачурин, Г.В. Некоторые результаты региональных и стационарных исследований климата и вод в институте географии Сибири и Дальнего Востока / Г.В. Бачурин, В.В. Буфал // Климат и воды Сибири. -Новосибирск: Наука, 1980. С. 3-59.

11. Белов, A.B. Картографическое изучение биоты /A.B. Белов, В.Ф. Лямкин, Л.П. Соколова. — Иркутск: Изд-во «Облмашинформ», 2002. 160 с.

12. Белов, A.B. Принципы и методы современного геоботанического картографирования и роль академика В.Б. Сочавы в их формировании /A.B. Белов // География и природные ресурсы. 2005. ~№2. — С. 12-18.

13. Бенилов, Ю.М. Многоспектральные аэрокосмические методы исследования ресурсов Земли / Ю.М. Бенилов // Природа. 1977. - № 10. - С. 10-23.

14. Биологическое разнообразие Алтае-Саянского экорегиона / под. ред. А.Н. Куприянова. Кемерово: КРЭОО "Ирбис", 2003. - 156 с.

15. Биоразнообразие сельскохозяйственных земель России: современное состояние и тенденции. М.: МСОП - Всемирный Союз Охраны Природы, 2003. - 56 с.

16. Виноградов, Б.В. Аэрометоды изучения растительности аридных зон / Б.В. Виноградов. Москва-Ленинград: Изд-во «Наука», 1966. - 360 с.

17. Виноградов, Б.В. Космические методы землеведения / Б.В. Виноградов, К.Я. Кондратьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 190 с.

18. Виноградова, А.И, Изучение растительности и почв с помощью аэрофотографирования в различных спектрах / А. И. Виноградова // Географический сборник. Вопросы аэрофотосъемки. 1955. - №7. - С. 59-74.

19. Волкова, В.Г. Современное состояние степей Минусинской котловины / В.Г. Волкова, Б.И. Кочуров, Ф.И. Хакимзянова. Новосибирск: Наука, 1979.- 94 с.

20. Воронов, А.Г. Геоботаника / А.Г. Воронов. М.: Высшая школа, 1973.-382с.

21. Выгодская, H.H. Теория и эксперимент в дистанционных исследованиях растительности / H.H. Выгодская, И.И. Горшкова. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-245 с.

22. Гавлина, Г.Б. Климат Хакасии / Г.Б. Гавлина // Природные условия и сельское хозяйство Хакасской Автономной области: труды Южно

23. Енисейской комплексной экспедиции: вып. 2. Москва: Изд-во Академии наук СССР, 1954.-С. 21-29.

24. Гершензон, В.Е. Космические системы ДЗЗ среднего и низкого разрешения / В.Е. Гершензон, A.A. Кучейко //Данные ДЗЗ. 2005. - №1. - С. 44-48.

25. Гершензон, В.Е. Дистанционное зондирование Земли: общие проблемы и российская специфика / В.Е. Гершензон // Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. 2005. - №3 (50). - С. 57-59.

26. Гершензон, В.Е. Оперативный спутниковый мониторинг для информационного обеспечения кадастровых работ / В.Е. Гершензон // Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. 2006. - №5 (57). - С. 58-59.

27. Гонин, Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов / Г.Б. Гонин. М.: Недра, 198о. - 318 с.

28. Гонин, Г.Б. Космические съемки Земли / Г.Б. Гонин. М.: Недра, 1989.-252 с.

29. Горышина, Т.К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды / Т.К. Горышина. JL: Изд-во Ленинградского ун-та, 1989. — 204 с.

30. Горшкова, A.A. Биология степных пастбищных растений Забайкалья / A.A. Горшкова / отв. ред. В.Н. Голубев. М., Наука, 1966. - 271 с.

31. Дейвис, Ш.М. Дистанционное зондирование: количественный подход / Ш.М. Дейвис и др. / под ред. Ф. Свейна. М.: Недра, 1983. - 415 с.

32. Дистанционные исследования Сибири / В.В. Воробьев и др.. -Новосибирск: Наука, 1988. 159 с.

33. Дружинина, Н.П. Фитомасса степных сообществ юго-восточного Забайкалья / Н.П. Дружинина / отв. ред. В.Б. Сочава. Новосибирск, Наука, 1973.- 149 с.

34. Дурнев, В.Ф. Климатообразующие процессы и их взаимодействие в условиях Минусинской котловины / В.Ф. Дурнев //Климат и воды Сибири. -Новосибирск: Наука, 1980. С. 59-77.

35. Зоркина, Т.М. Биологический спектр растений степных фитоценозов Хакасии в связи сразличным режимом использования / Т.М. Зоркина // Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов: сб. ст. Томск: ТГУ, 1999. - С. 43-44.

36. Золотокрылин, А.Н. Зависимость между аномалиями индекса вегетации и месячных сумм осадков в зоне умеренного и недостаточногоувлажнения / А.Н. Золотокрылин, К.В. Коняев, Т.Б. Титкова // Исследование Земли из космоса. 2000. - №6. - С. 74-78.

37. Кашкин, В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса Цифровая обработка изображений / В.Б. Кашкин, А.И. Сухинин. М.: Логос, 2001.-264 с.

38. Козодеров, В.В. Оптическое зондирование биосферы по многоспектральным аэрокосмическим изображениям / В.В. Козодеров, В.С. Косолапов // Оптика атмосферы и океана. 1992. - Т.5. -№8. - С. 852-859.

39. Книжников, Ю.Ф. Основы аэрокосмических методов географических исследований / Ю.Ф. Книжников. М.: Изд-во МГУ, 1980. -137 с.

40. Книжников, Ю.Ф. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Ф. Книжников, В.И. Кравцова, О.В. Тутубалина. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336 с.

41. Колпиков, Д.И. Новые данные по экспериментальному изучению сочетания экоэлементов растений в фитоценозе / Д.И. Колпиков // Ботанический журнал. 1963.- № 11.- С. 1661 -1666.

42. Кондратьев, К.Я. Дистанционное изучение почв и растительности / К. Я. Кондратьев // Исследование Земли из космоса. 1981. - №1. - С. 108-118.

43. Кондратьев, К.Я. Спектральная отражательная способность и распознавание растительности / К.Я. Кондратьев, П.П. Федченко. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 216 с.

44. Кондратьев, К.Я. Аэрокосмические исследования почв и растительности / К.Я. Кондратьев, В.В. Козодеров, П.П. Федченко. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 229 с.

45. Кондратьев, К.Я. Новое в дистанционном зондировании окружающей среды (по материалам книги «Успехи дистанционного зондирования окружающей среды») / К.Я. Кондратьев, Д.В. Поздняков // Исследование Земли из космоса. 1999. - №1. - С. 107-123.

46. Космическая съемка и тематическое картографирование. М.: Изд-во МГУ, 1980. - 272 с.

47. Кочубей, С.М. Спектральные свойства растений как основа методов дистанционной диагностики / С. М. Кочубей, H.H. Кобец, Т.М. Шадчина. Киев: Наукова думка, 1990. - 135 с.

48. Кравцова, В.И. Материалы космических съемок и их использование в географических исследованиях / В.И. Кравцова. М.: Изд-во МГУ, 1980.-95 с.

49. Кравцова, В.И. Космические методы исследования почв: Учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Кравцова. М.: Аспект Пресс, 2005. - 190 с.

50. Кринов, E.JL Спектральная отражательная способность природных образований / Е.Л. Кринов / отв. ред. К.В. Чибисов. Москва-Ленинград: Изд-во Академии наук СССР, 1947. - С. 270.

51. Лабутина, И. А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: Учебное пособие для студентов вузов / И.А. Лабутина. — М.: Аспект Пресс,2004.- 184 с.

52. Ландшафтно-интерпретационное картографирование / Т.И. Коновалова, Е.П. Бессолицина, И.Н. Владимирова и др. Новосибирск: Наука,2005.-424 с.

53. Лурье, И.К. Теория и практика цифровой обработки изображений Дистанционное зондирование и географические информационные системы /

54. И.К. Лурье, А.Г. Косиков / под. ред. A.M. Берлянта. — М.: Научный мир, 2003. -168 с.

55. Лысанова, Г.И. Ландшафтный анализ агроприродного потенциала геосистем Минусинской котловины: автореф. дис. . канд. географ, наук / Г.И. Лысанова. Иркутск, 1999. - 23 с.

56. Лысанова, Г.И. Ландшафтная структура Минусинской котловины / Г.И. Лысанова // География и природные ресурсы.- 2000.- №4.- С. 77-87.

57. Мазинг, В.В. Некоторые вопросы крупномасштабного картирования растительности / В.В. Мазинг // Принципы и методы геоботанического картографирования: сб. ст. / отв. ред. В.Б. Сочава. Москва-Ленинград: Изд-во Академии наук СССР, 1962. - С. 47- 64.

58. Максютова, Е.В. Оценка энергетического баланса геосистем Минусинской котловины: автореф. дис. . канд. геогр. наук / Е.В. Максютова. Иркутск, 2003. - 19 с.

59. Насонова, О.М. Кормовые карты и принципы их составления / О.М. Насонова О.М // Принципы и методы геоботанического картографирования: сб. ст. / отв. ред. В.Б. Сочава. Москва-Ленинград: Изд-во Академии наук СССР, 1962. - С. 145- 151.

60. Нечаева, Е.Г. Тренды ландшафтно-геохимических процессов в геосистемах юга Сибири / Е.Г. Нечаева и др. Новосибирск: Наука, 2004. -184 с.

61. Николаев, В.А. Космические снимки модели региональной ландшафтной структуры / В.А. Николаев // Исследование Земли из космоса. -1981. -№1.- С. 16-21.

62. Общесоюзная инструкция по проведению геоботанического обследования природных кормовых угодий и составлению крупномасштабных геоботанических карт. Москва: «Колос», 1984. - С. 104.

63. Определитель растений юга Красноярского Края / под ред. И.М. Красноборова и Л.И.Кашиной. Новосибирск: Наука, 1979. - 669 с.

64. Петров, K.M. Общая геоэкология: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / K.M. Петров. СПб, 2004. - 440 с.

65. Природные сенокосы и пастбища Хакасской автономной области / под ред. A.B. Куминовой. Новосибирск: Наука, 1974. - 297 с.

66. Прокопьев, Е.П. Экология растений (особи, виды, экогруппы, жизненные формы): Учебник для биол. фак-ов вузов / Е.П. Прокопьев. -Томск: ТГУ, 2001.-340 с.

67. Прокопьев, Е.П. Экология растительных сообществ (Фитоценология): Учебник / Е.П. Прокопьев. Томск: Томский госуд. ун-т, 2003. - 456 с.

68. Раменский, Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. / Л.Г. Раменский. Л.: "Наука", 1971. - 334 с.

69. Растительный покров Хакасии Г под ред. A.B. Куминовой. — Новосибирск: Наука, 1976. 421 с.

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

71. Сагалович, В. Н. Оптимальное оценивание содержания хлорофилла в листьях и растительном покрове по гиперспектральным вегетационным индексам // В. Н. Сагалович и др. // Исследование Земли из космоса. 2002. - №6. - С. 51-54.

72. Семенов, Ю.М. Современное состояние и перспективы использования агроландшафтов Минусинской котловины / Ю.М. Семенов,

73. Г.И. Лысанова, E.B. Максютова // География и природные ресурсы. 2004. -№2. - С. 78-84.

74. Смирнов, JI.E. Аэрокосмические методы географических исследований / J1.E. Смирнов. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1975. - 303 с.

75. Соболев, Л.Н. Сущность и принципы составления карты кормовых угодий / Л.Н. Соболев // Принципы и методы геоботанического картографирования: сб. ст. / отв. ред. В.Б. Сочава. Москва-Ленинград: Изд-во Академии наук СССР, 1962. - С. 139-144.

76. Тутубалина, О. В. Изучение сезонной динамики растительности Кольского полуострова по снимкам TERRA MODIS / О. В. Тутубалина // Исследование Земли из космоса. 2006. - №1. - С. 59-67.

77. Фитоценология: Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности: 100600 Биология / Сост. Зоркина Т.М. -Абакан: Изд-во ХГУ, 2003. - 48 с.

78. Хакимзянова, Ф.И. Динамика продуктивности степных фитоценозов Юга Минусинской котловины: автореф. дис. . канд. географ. Наук / Ф.И. Хакимзянова. М., 1989. - 20 с.

79. Харин, Н.Г. Отражательная способность некоторых растений и растительных сообществ / Н.Г. Харин // Ботанический журнал. — 1965. №8. -С. 1115-1118.

80. Харин, Н.Г. Дистанционные методы изучения растительности / Н.Г. Харин. -М.: Наука, 1975. 130 с.

81. Харин, Н.Г. Дистанционные методы и охрана природы пустынь / Н.Г. Харин. М.: Наука, 1980. - 100 с.

82. Цаценкин, И.А. Методические указания по экологической оценке кормовых угодий лесостепной и степной зон Сибири по растительному покрову / И.А. Цаценкин. М., 1974. - 60 с.

83. Черепнин, JT.M. Флора Южной части Красноярского края / JT.M. Черепнин. — Красноярск, вып. 1-6, 1959-1967 гг.

84. Чимитдоржиев, Т.Н. Об использовании различных индексов вегетации в дистанционном зондировании экосистем / Т.Н.Чимитдоржиев, В.В. Ефременко // Исследование Земли из космоса. 1998. - №3. - С. 49-55.

85. Шереметьев, С.Н. Травы на градиенте влажности почвы (водный обмен и структурно-функциональная организация). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. - 271 с.

86. Шуркина, А.И. Исследование современного растительного покрова Республики Хакасия на основе интеграции спутниковых и наземных данных / А. И. Шуркина, А.П. Шевырногов, Т. М. Зоркина // Вестник КрасГАУ, 2007. -. №5. С.65-71.

87. Щербенко, Е.В. Мониторинг засухи по данным космических съемок / Е.В. Щербенко // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: сб. ст. М: ООО «Азбука», 2007.- Т.2. - С. 395-407.

88. Эстес, Дж. Э. Применение данных дистанционного зондирования в географии / Дж. Э. Эстес // Дистанционное зондирование природных ресурсов из космоса. Труды института инженеров по электронике. Москва: "Мир", 1985.-Т. 73.-№6, С. 151-163.

89. Airey, R.S. Using satellite data to monior grassland drying for fire prevention purposes / R.S. Airey, D. Maktav, G.P. Ellis // Исследования Земли из Космоса. -1996. № 4. - С. 101-106.

90. Billings, W.D. Reflection of visible and infrared radiation from leaves of different ecological groups / Morris R.J // American Journal of Botany. -1951. -V. 38.-P. 327-331.

91. Boles, S. H. Land cover characterization of Temperate East Asia using multi-temporal VEGETATION sensor data / S. H. Boles et all // Remote Sensing of Environment. 2004. - 90. - P. 477-489.

92. Brown de Colstoun, E. C. National Park vegetation using multitemporal Landsat 7 data and a decision tree classifier / Eric C. Brown de Colstoun et all // Remote Sensing of Environment. 2003. - 85. - P. 316-327.

93. Carter, G.A. Primary and secondary effects of water content on the spectral reflectance of leaves / G.A. Carter // American Journal of Botany. 1991. — 78(7).-P. 916-924.

94. Carter, G.A. Leaf optical properties in higher plants: linking spectral characteristics to stress and chlorophyll concentration / G.A. Carter, A.K. Knapp // American Journal of Botany. 2001. - 88(4). - P. 677-684.

95. Ceccato, P. Designing a spectral index to estimate vegetation water content from remote sensing data: Part 1 Theoretical approach / P. Ceccato et all // Remote Sensing of Environment. 2002. - 82. - P. 188-197.

96. Curran, P. J., 1983: Multispectral remote sensing for estimation of green leaf area index / P. J. Curran // Phil. Trans. Roy. Soc. London. — 1983. -309(A). P. 257-270.

97. Fensholt, R. Derivation of shortwave infrared water stress index from MODIS near- and shortwave infrared data in a semiarid environment / R. Fensholt, I. Sandholt // Remote Sensing of Environment. 2003. - 87. - P. 111-121.

98. Gao, B.C. NDWI a normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space /B.C. Gao II Remote Sensing of Environment. - 1996. - 58. - P. 257-266.

99. Gates, D.M. Spectral properties of plants / D. M. Gates et all // Application Optics. 1965. - V.4. - № 1. - P. 11-20.

100. Han, K. A land cover classification product over France at 1 km resolution using SPOT4/VEGETATION data // Remote Sensing of Environment. -2003. 92.,- P. 52-66.

101. Hansen, M. 1996, Classification trees: an alternative to traditional land cover classifiers / M. Hansen, R. Dubayah, R. Defries // International Journal of Remote Sensing. 1996. - 17. - P. 1075-1081.

102. Holm, A.M. The use of time-integrated NOAA NDVI data and rainfull to assess landscape degradation in the arid shrubland of Western Australia / A.M. Holm et all // Remote Sensing of Environment. 2003. - 85. - P. 145-158.

103. Liu, W.T.H. Satellite recorded vegetation response to drought in Brazil / W.T.H. Liu, O. Massambani, C.A. Nobre // International Journal of Climatology -1994.-V. 4.-P. 343-354.

104. MgGwire, K. Hyperspectral mixture' modeling for quantifying space vegetation cover in arid environments // K. MgGwire, T. Minor, L. Fenstermaker // Remote Sensing of Environment. 2000. - 72. - P. 360-374.

105. Maki, M. Estimation of leaf water status to monitor the risk of forest fires by using remotely sensed data / M. Maki // Remote Sensing of Environment.2004.-90.-P. 441-450.

106. Paruelo, J.M. Regional patterns of normalized difference vegetation index in north American shrublands and grasslands / J.M. Paruelo, W.K. Lauenroth // Ecology . 1995. - 76(6). - P.1888-1898.

107. Richards, J.A. Remote Sensing Digital Image Analysis. // Berlin: Springer, 1986. -P.281.

108. Safavian, S. R. A Survey of Decision Tree Classifier Methodology / S. R. Safavian, D. Landgrebe // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 1991.-V. 21.-P. 660-674.

109. Shabanov, N.V. Analysis of interannual changes in Northern vegetation activity observed in AVHRR data from 1981 to 1994 / N.A. Shabanov// IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2002. - V. 40. - P. 115-129.

110. Slaton, M.R. Estimating near-infrared leaf reflectance from leaf structural characteristics / M.R. Slaton, E.R. Hunt, W.K. Smith // American Journal of Botany. 2001. - 88(2). - P. 278-284

111. Tucker, C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation / C.J. Tucker // Remote Sensing of Environment. 1979. - 8. -P. 127-150.

112. Tucker, CJ. Remote sensing of leaf water content in the near infrared / C.J. Tucker // Remote Sensing of Environment. 1980. - 10. - P. 23-32.

113. Zhao, M. Improvements of the MODIS terrestrial gross and net primary production global data set / M. Zhao et all // Remote Sensing of Environment.2005.-95.-P. 164-176.

114. Wessels, K.J. Assessing the effects of human-induced land degradation in the former homelands of northern South Africa with a 1 km AVHRR NDV1 time-series / KJ. Wessels // Remote Sensing of Environment. 2004. - 91. - P. 47-67.

115. Wessels, K.J. Mapping regional land cover with Modis data for biological conservation: Examples from the Greater Yellowstone Ecosystem, USA and Para State, Brazil / K.J. Wessels // Remote Sensing of Environment. 2004. -92. - P. 67-83.

116. Wooley, J.T. Reflectance and transmittance of light by leaves / J. T. Wooley // Plant Physiology. 1971. - V.47. - № 5. - P. 656-662.100 км10 км4> 1 KMtoo м10 m1.M1. GOES Meleosat, CMS1. Meleosat-2. GOES Л'

117. Метеор, МСУ-М/Метеор-Природа, МСУ-М/Океан

118. AVH RR/Л'ОЛЛ, VG1/SPOT-4.S, SeaWIFS/SeaStar, CZCS/Nimbus, OCTS/ADEOS1. ЬЛСУ-СЬЛ/Метеор.Ш J

119. МСУ-С/Океая, M С У С/ Метеор - Природе, WIFS//ÄV, WFI/Cif/TÄ.V1. MODIS/Temji1. МСУ-СК/Агсу/к-О1. Ф\шмст/Метеор-Природа

120. MSS,/iMndsat-1—5 КАТЭ-140 /Салют

121. М СУ- Э/Метеор ЗМ, МСУ-Э/Ресурс- О1. TM/Undsat-4.5 USS3//RS

122. КЛТЗ-200//>«•>•/>» 0, МКФ 6/Салют

123. Ы М +/Landsat- 7, ASTER/Terra

124. МК-4/Ресурс HR V/SPOT-i-4. TK-350/Комету

125. CCD /CBERS : AVNIR//1 ЛЯО.У1. КФЛ- ЮОО/Л-сурс-Ф,1. Pan//ÄS,1. HRG/JPOr-5

126. Key- Hole/Ccwww KBP 1000/AWm. Cartosat EROSкис льды I илроди намичес кис явления в морях

127. Геологические структуры Морфоструктурм, эндогенный рельеф

128. Сезонная динамика снежного покрова равнин Лесные пожары Фе!тлогия раститсльноети Оценка биомассы растительности суши и биологических ресурсов океана 3

129. Загрязнение снежною покрова вокруг городов Льды внутренних водоемов и водохранилищ

130. Сезонная динамика снежного покрова в горах Состояние пастбищ, пастбищная дигрессия1.onos ; Quick-Bird

131. Глобальная циркуляция атмосферы 3

132. Мезомае штабная циркуляция атмосферы

133. Генезис рельефа Покровное оледенение

134. Структура почвенно-растительно! о покрова Структура и морфология ландшафтов, их динамика Обезлесивание, опустынивание Плоскостной смыв почв, дефляция, вторичное засоление почв

135. Загрязнение вод рек и водохранилищ Сельскохозяйственное использование земельэрозия, карст и др., инженерная

136. Экзогенные процессы ' оценка рельефа ' Комплексность почвеннот покрова 1 Породный состав лесов, лесовозобновление на вырубках 1 и гарях

137. Состояние посевов сельскохозяйственных кулыур I Системы населенных пунктов, динамика городских границ Нарушение земель промышленностью, горными выработками

138. Горное оледенение, лавины, сели, овражная ->розия Таксационные выделы лесов Использование городских земель

139. Среднемасштабное топографическое карпнрафирование

140. Крупномасштабное топографическое картографирование Контроль чрезвычайных ситуаций Контроль за работой транспортач—I I | I IIIj1.м1 I rill1. Ч—Г П I IUI1. Ч—Г—г1. ТГГГ!1. Ч—г~г10 м 100 м 1 км

141. Размеры исследуемых объектовmrp10 км1. Ч I I | I ■ м |1. НЮ км

142. Рисунок 1 Соотношение между размерами объектов, изучаемых в разных областях географических исследований, и пространственным разрешением снимков, обеспечиваемым основными съемочными системами (Книжников, 2004).

143. Размещение растительных ассоциаций на профилях (1-3) в окрестностях озера Красное

144. Диагностическая таблица растительных ассоциаций на исследуемых полигонах в пределах степного пояса Хакасии (фрагмент)1. Название вида Ассоциации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 is 14 15 16 17 18 191. Злаки

145. Achnatherum splendens. (Trin). Nevski. Чий блестящий + + +

146. Agrostis gigantea Roth I.A. Полевица гигантская

147. Agropiron cristatum (L.) Beauv. Житняк гребенчатый - + - - - - + - - - - + + - - - -

148. Cleistogenes squarrosa (Trin). Змеевка растопыренная + + + + + - + - - + - + + - - + -

149. Festuca valesiaca Schleich. Gaudin. Овсяница валлисская + + + + + + + + + + + + + + + + -

150. Helictotrichon schellianum (Hack.) Kitag Овсец Шелля +

151. Hordeum brevisubulatum (Trin.) Ячмень короткоостистый +

152. Koeleria cristata (L.)Pers Тонконог гребенчатый + + + + + + + + - + - + + + - + -1.ymus racemosus (Kar. et Kir.) Tzvel. Колосняк толстожильчатый + + - - - 1.ymus ramosus (Trin.) Tzvel. Колосняк ветвистый + + + + + +

153. Phleum pratense L. Тимофеевка луговая 't-1. Название вида Ассоциации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

154. Phleum phleoides (L.) Karst. Тимофеевка степная +

155. Роа angustifolia L. Мятлик узколистный + +

156. Puccinellia tenuissima Litv. ex V. Krecz Бескильница тончайшая + +

157. Stipa capillata L. Ковыль волосатик + + + + + + - - + - - - - - + - -

158. Stipa pennata L. Ковыль перистый + + + - - - -1. Осоки

159. Carex duriuscula (C.A.Mey.) Осока твердоватая + + + + + + + - - + - + - + - + -

160. Carex enervis C.A. Mey Осока безжилковая - - - - - - - - - - - - - - - - +

161. Carex pediformis C.A. Mey. Осока стоповидная + - + - - - + +

162. Carex praecox Schreb. Осока ранняя + - - + - - - - + - + - - - - - -1. Бобовые

163. Caragana pygmaea (L.) D.C. Карагана карликовая +

164. Hedysarum turczaninovii Peschkova Копеечник Турчанинова - + - - - - + - - - - - - - - - -•Hedysarum gmelinii Ledeb. Копеечник Гмелина + + - + - - - - + + 1. Название вида Ассоциации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

165. Medicago falcata L. Люцерна серповидная + + +

166. Onobryhis arenaria (Kit.) D.C. Эспорцет песчаный + + + +

167. Oxytropis reverdattoi Jurtz. Остролодочник Ревердатто + + - - + - - - - -

168. Thennopsis lanceolata subsp. sibirica Czefr. Термопсис сибирский +

169. Trifolium lupinaster L. Клевер люпиновый - - - - - - - - + - + - - - - - -

170. Vicia sepium L. Вика заборная - - - - - - - - + - + - - - - - -1. Полыни

171. Artemisia frigida Willd. Полынь холодная + + + + + + + + - - - + + + + + -

172. Artemisia glauca Pall, ex Willd. Полынь серая + + + + - - - - + + +

173. Artemisia nitrosa Web. Полынь селитряная + + + +

174. Artemisia scoparia Waldst. et Kit Полынь метельчатая + + + - + + - - - + - + + + + + -1. Остальное разнотравье

175. Achillea millefolium L. Тысячелистник обыкновенный +

176. Alyssum obovatum (C.A.Mey.) Бурачок обратнояйцевидный - - - - + - - + - + - - - - - -1. Название вида Ассоциации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

177. Allium ramosum L. Лук ветвистый + - - - - - - - - + - - - - + - -

178. Allium vodopjanovae Eriesen Лук Водопьяновой - + + - + + - - - - + - - + + - -

179. Androsace dasyphylla Bunge. Проломник шерстистолистный +

180. Arctogeron gramineum (L.). DC. Арктогерон злаковый + +

181. Aster alpinus L. Астра альпийская +

182. Bupleurum scorzonerifolium Willd. Володушка козелецелистная + + + - - - - - + + - + - - - - -

183. Carum carvi L. Тмин обыкновенный +

184. Campanula sibirica L. Колокольчик сибирский - - - + - - - - + - - - - - - - -

185. Ceratoides papposa Botsh. et Ikonn. Терескен хохолковый +

186. Chamaerhodos erecta (L.) Bunge. Хамеродос прямостоячий +

187. Convolvulus ammani Desr. Вьюнок Аммана - + - - + - - - - - - + - - - - -

188. Convolvulus arvensis L. Выонок полевой +

189. Cotoneaster melanocarpus Fisch. Кизильник черноплодный - - - + - - - - - - + - - - - - -

190. Cymbaria dahurica L. Цимбария даурская - + - - - - - + - - - - - - - - -1. Название вида Ассоциации 1 2 о j 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

191. Delphinium grandiflorum L. Шпорник крупноцветковый - - - - - - - - - + - + - - - - -

192. Dianthus versicolor Fisch. ex Link. Гвоздика разноцветная + - - + - - - - - + - + - - - - -

193. Dracocephalum discolor Bunge Змееголовник разноцветный + +

194. Eritrichiumjenisseense. Turcz. Незабудочник енисейский + + - - + - - - - -

195. Erysimum cheiranthoides L. Желтушник лакфиолевидный +

196. Fragaria viridis (Duch.) Weston Земляника зеленая + - - + - - - - + - - - - - - - -

197. Galium verum L. Подмаренник настоящий + - - + - - - - + + - + - - - - -

198. Galium boreale L. Подмаренник северный +

199. Geranium pratense L. Герань луговая +

200. Goniolimon speciosum (L.) Boiss. Гониолимон красивый + +

201. Gypsophyla patrinii Ser. Качим Патрэна + +

202. Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr. Гетеропаппус алтайский + + + + - + + - - + -

203. Orostachys spinosa. (L.) Mey. Горноколосник колючий - - - - - - - + - - - - - - - - -

204. Peucedanum vaginatum Ledeb. Горичник влагалищный + +

205. Phlomis tuberosa L. Зопник клубненосный + - - + - - - - + + +

206. Potentilla acaulis L. Лапчатка бесстебельная - + - - + - + - - - - + + - - - -

207. Potentilla bifurca L. Лапчатка вильчатая + + + + - + - - - - - - - + + + -

208. Potentilla sericea L. Лапчатка шелковистая +

209. Potentilla tanacetifolia Willd. ex Schlecht. Лапчатка рябинколистная + - - + - - - - - + - - + - - - -

210. Polygala tenuifolia. Willd. Истод тонколистный +1. Название вида Ассоциации 1 2 о j 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

211. Sanguisorba officinalis L. Кровохлебка лекарственная +

212. Scabiosa ochroleuca L. Скабиоза бледно-желтая

213. Schizonepeta multifida. (L.) Briq Схизонипета многонадрезанная + - - + - - - - + +

214. Scorzonera radiata Fisch. Козелец лучистый + +

215. Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Scrank. Шлемник скордиелистный + + +

216. Silenjenisseensis. Willd. Смолевка енисейская +

217. Spiraea media Franz Schmidt Таволга средняя - - - - - - - - - - + - - - - - -

218. Spiraea hypericifolia L. Таволга зверобоелистная +

219. Stevenia cheiranthoides.D. C. Стевения левкоевидная +

220. Thalichrum foetidum L Василистник вонючий + +

221. Thymus minussinensis Serg. Тимьян минусинский - - - - + - + - - - - - - - - - -

222. Veronica incana L. Вероника седая - + - - + - - - - - - - - - - -

223. Veronica pinnata.L. Вероника перистая + +

224. Динамика сырой надземной фитомассы растительных ассоциаций (ц/га)

225. Годы Июнь Июль Август Сентябрь

226. Разнотравно-злаково-ковылъная с караганой2005 32,10±0,33 31,00±0,85 зз;бо±о,зб 36,20±0,382006 35,80±0,27 32,40±0,37 35,90±0,31 40,60±0,652007 28,80±0,28 29,60±0,17 27,80±0,22 31,00±0,78

227. Разнотравно-перистоковыльная2005 27,30±0,28 25,20±0,34 21,40±0,28 14,50±0,332006 28,90±0,28 19,20±0,22 18,30±0,25 16,70±0,262007 23,10±0,26 20,70±0,22 18,60±0,29 16,30±0,30

228. Композитные изображения окрестностей озера Красное, полученные путемсинтеза каналов 7:4:2 (А) и 5:3:1 (Б)Астепи

229. Распределение значений ЫОУ1 (А) и (Б) в растительных ассоциацияхстепного пояса Хакасии в окрестностях озера КрасноеА1. Шипи•БВк • ■* шш,-.г >.У "г?1. ' ^ Й^гШ-'у'1. Я ' ^к1. У '.-•• •