Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань

Розглянуто можливість використання результатів вимірювань за допомогою дистанційного зондування атмосфери та поверхні Землі сенсорами Tanso-FTS (супутник GOSAT, Японія) й MODIS (супутник Terra (EOS AM-1), США) відповідно. Кількісну та якісну зміну рослинного покриву досліджено за допомогою математи...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Геоінформатика
Дата:	2012
Автор:	Ваколюк, М.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2012
Теми:	Геоінформаційні аспекти природокористування
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96483
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань / М.В. Ваколюк // Геоінформатика. — 2012. — № 3. — С. 69-75. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96483
record_format	dspace
spelling	Ваколюк, М.В. 2016-03-17T12:28:25Z 2016-03-17T12:28:25Z 2012 Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань / М.В. Ваколюк // Геоінформатика. — 2012. — № 3. — С. 69-75. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. 1684-2189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96483 528.8.04:504.064: (581.132:504.73)](477.42+477.81) Розглянуто можливість використання результатів вимірювань за допомогою дистанційного зондування атмосфери та поверхні Землі сенсорами Tanso-FTS (супутник GOSAT, Японія) й MODIS (супутник Terra (EOS AM-1), США) відповідно. Кількісну та якісну зміну рослинного покриву досліджено за допомогою математичних розрахунків, візуального аналізу та карти класифікації рослинного покриву. Оцінено зміну фотосинтетичної активності сільськогосподарських і лісових екосистем України (Рівненська та Житомирська області) з урахуванням природничо-кліматичних умов і типу покриву. Наведено дані щодо концентрації СО₂ в атмосфері над заданою територією. Рассмотрена возможность использования результатов измерений с помощью дистанционного зондирования атмосферы и поверхности Земли сенсорами Tanso-FTS (спутник GOSAT, Япония) и MODIS (спутник Terra (EOS AM-1), США) соответственно. Количественное и качественное изменение растительного покрова изучалось с помощью математических расчетов, визуального анализа и карты классификации растительного покрова. Дана оценка изменения фотосинтетической активности сельскохозяйственных и лесных экосистем Украины (Ровенская и Житомирская области) с учетом природно-климатических условий и типа покрова. Исследовано изменение концентрации СО₂ в атмосфере над заданной территорией. A main focus in this paper is made on possibility of using results of the remote sensing of the atmosphere and the Earth surface by Tanso-FTS sensor (GOSAT satellite, Japan) and MODIS sensor (Terra satellite (EOS AM-1)) accordingly. Qualitative and quantitative changes of the plant cover were analyzed by the use of mathematic calculation, visual analysis and plant cover classification map. Analyzed in the article are photosynthesis changes of the agricultural and forest ecosystems of Ukraine (Rivne and Zhytomyr regions) by taking into consideration naturally and climate conditions and plant cover types. Special accent was given to the analysis of CO₂ concentration changes on the territory of research. uk Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України Геоінформатика Геоінформаційні аспекти природокористування Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань Анализ состояния фотосинтеза сельскохозяйственных и лесных экосистем при изменениях внешних факторов на основании данных спутниковой съемки Analysis of the photosynthesis of agricultural and forest ecosystems by changing external factors based on the satellite data Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
spellingShingle	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань Ваколюк, М.В. Геоінформаційні аспекти природокористування
title_short	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
title_full	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
title_fullStr	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
title_full_unstemmed	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
title_sort	аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань
author	Ваколюк, М.В.
author_facet	Ваколюк, М.В.
topic	Геоінформаційні аспекти природокористування
topic_facet	Геоінформаційні аспекти природокористування
publishDate	2012
language	Ukrainian
container_title	Геоінформатика
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
format	Article
title_alt	Анализ состояния фотосинтеза сельскохозяйственных и лесных экосистем при изменениях внешних факторов на основании данных спутниковой съемки Analysis of the photosynthesis of agricultural and forest ecosystems by changing external factors based on the satellite data
description	Розглянуто можливість використання результатів вимірювань за допомогою дистанційного зондування атмосфери та поверхні Землі сенсорами Tanso-FTS (супутник GOSAT, Японія) й MODIS (супутник Terra (EOS AM-1), США) відповідно. Кількісну та якісну зміну рослинного покриву досліджено за допомогою математичних розрахунків, візуального аналізу та карти класифікації рослинного покриву. Оцінено зміну фотосинтетичної активності сільськогосподарських і лісових екосистем України (Рівненська та Житомирська області) з урахуванням природничо-кліматичних умов і типу покриву. Наведено дані щодо концентрації СО₂ в атмосфері над заданою територією. Рассмотрена возможность использования результатов измерений с помощью дистанционного зондирования атмосферы и поверхности Земли сенсорами Tanso-FTS (спутник GOSAT, Япония) и MODIS (спутник Terra (EOS AM-1), США) соответственно. Количественное и качественное изменение растительного покрова изучалось с помощью математических расчетов, визуального анализа и карты классификации растительного покрова. Дана оценка изменения фотосинтетической активности сельскохозяйственных и лесных экосистем Украины (Ровенская и Житомирская области) с учетом природно-климатических условий и типа покрова. Исследовано изменение концентрации СО₂ в атмосфере над заданной территорией. A main focus in this paper is made on possibility of using results of the remote sensing of the atmosphere and the Earth surface by Tanso-FTS sensor (GOSAT satellite, Japan) and MODIS sensor (Terra satellite (EOS AM-1)) accordingly. Qualitative and quantitative changes of the plant cover were analyzed by the use of mathematic calculation, visual analysis and plant cover classification map. Analyzed in the article are photosynthesis changes of the agricultural and forest ecosystems of Ukraine (Rivne and Zhytomyr regions) by taking into consideration naturally and climate conditions and plant cover types. Special accent was given to the analysis of CO₂ concentration changes on the territory of research.
issn	1684-2189
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96483
citation_txt	Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань / М.В. Ваколюк // Геоінформатика. — 2012. — № 3. — С. 69-75. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT vakolûkmv analízstanufotosintezusílʹsʹkogospodarsʹkihílísovihekosistemzazmínizovníšníhfaktorívnaosnovídanihsuputnikovihznímanʹ AT vakolûkmv analizsostoâniâfotosintezaselʹskohozâistvennyhilesnyhékosistempriizmeneniâhvnešnihfaktorovnaosnovaniidannyhsputnikovoisʺemki AT vakolûkmv analysisofthephotosynthesisofagriculturalandforestecosystemsbychangingexternalfactorsbasedonthesatellitedata
first_indexed	2025-11-24T16:01:18Z
last_indexed	2025-11-24T16:01:18Z
_version_	1850850306780299264
fulltext	69ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê Âñòóï. Íèí³, êîëè ³ñíóº òåíäåíö³ÿ çá³ëüøåííÿ ñåðåäíüî¿ òåìïåðàòóðè ïîâ³òðÿ, ï³äâèùåííÿ àêòèâ- íîñò³ Ñîíöÿ, çì³íè ñêëàäó ïîâ³òðÿ, âàæëèâîþ º ñâîº÷àñíà îö³íêà âïëèâó àíòðîï³÷íèõ òà àá³îòè÷- íèõ ôàêòîð³â íà àêòèâí³ñòü ðîçâèòêó ðîñëèí. Äî- ñë³äæåííÿ ïîòåíö³àëó âïëèâó ôîòîñèíòåçó ðîñëèí ÷åðåç çì³íó âì³ñòó âóãëåêèñëîãî ãàçó ÑÎ2 â àòìî- ñôåð³ íà çìåíøåííÿ ïàðíèêîâîãî åôåêòó òà êë³ìà- òè÷íèõ çì³í îñòàíí³ì ÷àñîì íàáóëè øèðîêîãî ³íòå- ðåñó ñåðåä íàóêîâö³â [5]. Ñïåö³àë³ñòè ç ð³çíèõ ñôåð – â³ä ìàòåìàòè÷íî¿ ñòàòèñòèêè òà ïðîãíîçó- âàííÿ äî ôàõ³âö³â ç ãåîåêîëîã³÷íî¿ ñôåðè – ïðè- ºäíóþòüñÿ äî äîñë³äæåíü ç ö³º¿ òåìàòèêè. Ó äîñë³äæåíí³ ïîòåíö³àëó ðîñëèí çìåíøóâàòè âì³ñò ÑÎ2 â àòìîñôåð³ ÷åðåç àáñîðáö³þ öüîãî ãàçó çàö³êàâëåí³ é óðÿäè êðà¿í-÷ëåí³â Ê³îòñüêîãî ïðî- òîêîëó. Àäæå âèçíà÷åííÿ ìîæëèâîñò³ ðîñëèí (ðî- ñëèííèõ ïîêðèâ³â)-ïîãëèíà÷³â ÑÎ2, äëÿ ïåâíî¿ ì³ñöåâîñò³ òà çàáåçïå÷åííÿ ¿õ çðîñòàííÿ º åêîíîì³÷íî ïðèâàáëèâèìè, îñê³ëüêè öå äàº çìîãó çìåíøèòè ÷è óíèêíóòè øòðàôíèõ ñàíêö³é, çã³äíî ç óìîâàìè çàçíà÷åíîãî ïðîòîêîëó. Äîâåäåíî, ùî çà íåçíà÷íîãî çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ÑÎ2 â àòìîñôåð³ ³íòåíñèô³êóºòüñÿ ïðîöåñ ôîòî- ñèíòåçó, çá³ëüøóºòüñÿ ê³ëüê³ñòü á³îìàñè ðîñëèíè, à êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³ çíèæóºòüñÿ [4, 11, 12, 14, 16]. Ó íàóêîâ³é ë³òåðàòóð³ [11, 12] ç’ÿâèâñÿ òåðì³í “åôåêò äîáðèâà â³ä ÑÎ2” (“CO2 fertilization effect”). Ìàºòüñÿ íà óâàç³, ùî ìîëåêóë³ ÑÎ2, ÿêà ì³ñòèòüñÿ â àòìîñôåð³, íàäàþòü âëàñòèâîñòåé äî- áðèâà, òîáòî çàñòîñîâóþ÷è ïåâíó ê³ëüê³ñòü ÑÎ2, ìîæíà ïîë³ïøèòè óìîâè æèâëåííÿ ðîñëèí, ï³äâè- ùèòè âðîæàé òà ïîêðàùèòè éîãî ÿêîñò³. Áàãàòî ðîá³ò ïðèñâÿ÷åí³ âèâ÷åííþ öüîãî åôåêòó [4, 6, 11, 12, 14]. Óò³ì ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî çà ñóòòºâîãî çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ÑÎ2 â àòìîñôåð³ á³îïðîäóê- òèâí³ñòü åêîñèñòåì ïðèãí³÷óºòüñÿ [1, 3, 16]. Ó ïóáë³êàö³ÿõ [6, 16] íàâåäåíî ïåðåë³ê ðîá³ò, ÿê³ ïðèñâÿ÷åí³ âïëèâó ð³çíèõ êîíöåíòðàö³é ÑÎ2 íà ðîçâèòîê êîíêðåòíèõ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ êóëüòóð – ïøåíèö³, ñî¿, ñîíÿøíèêà, ðèñó. Äîñë³äæåííÿ ë³ñîâîãî ïîêðèâó ï³äòâåðäæó- þòü çá³ëüøåííÿ á³îìàñè ðîñëèí çà çá³ëüøåííÿ êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2. Òàê, ó ðîáîò³ [4] óñòàíîâëåíî, ùî ï³äâèùåííÿ âì³ñòó ÑÎ2 ó ïîâ³òð³ äî 0,1 % â óìîâàõ çàêðèòîãî ´ðóíòó (òåïëèö³) ³ñòîòíî àêòè- âóº ïðîäóêö³éí³ ïðîöåñè ó ñ³ÿíö³â ñîñíè çâè÷àé- íî¿, ìîäðèíè ºâðîïåéñüêî¿ òà ÿëèíè ºâðîïåéñüêî¿. Íàéá³ëüøó åôåêòèâí³ñòü â³ä ïîâ³òðÿíîãî ï³ä- æèâëåííÿ ÑÎ2 ðîñëèí êîíñòàòîâàíî çà 10-ðàçî- âîãî ïåðåâèùåííÿ âì³ñòó öüîãî ãàçó â àòìîñôåð³. ²ç äåðåâíèõ ïîð³ä (ñîñíà çâè÷àéíà, ìîäðèíà ºâðîïåéñüêà, ÿëèíà ºâðîïåéñüêà) íàé÷óòëèâ³øîþ äî çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ÑÎ2 º ìîäðèíà ºâðîïåé- ñüêà. ¯¿ ô³òîìàñà çà 0,3 % âì³ñòó ÑÎ2 ó ïîâ³òð³ âåãåòàòèâíèõ êàìåð çá³ëüøèëàñü ó ð³çí³ ðîêè ñïîñòåðåæåííÿ ïðèáëèçíî âòðè÷³ [4]. Íåäîë³êîì çãàäàíîãî äîñë³äæåííÿ º òå, ùî éîãî ïðîâîäèëè â ëàáîðàòîðíèõ óìîâàõ, êîëè íå áóëî ñòâîðåíî óìîâ, ³äåíòè÷íèõ ïðèðîäíèì. Ó÷åí³ ³ç óí³âåðñèòåò³â ÑØÀ Ð. Íîðá³ (R. Norby), Ï. Õåíñîí (P. Hanson), ². Î’Í³ëë (E. O’Neill) òà ³íø³ ï³ä ÷àñ äîñë³äæåííÿ øòó÷íî çáàãà÷óâàëè ïîâ³òðÿ ìîëåêóëàìè ä³îêñèäó âóãëå- öþ (äåííà óñåðåäíåíà êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 ñòàíîâè- ëà 537 ìêìîëü/ìîëü ïðîòÿãîì 3 ðîê³â) ïðèñòðîÿ- ìè, ÿê³ áóëè âñòàíîâëåí³ áåçïîñåðåäíüî â ïàðêó ç ìîíîíàñàäæåííÿìè àìáðîâîãî äåðåâà (Liquidambar styraciflua). Ðåçóëüòàòè 3-ð³÷íèõ ñïîñòåðåæåíü (1998–2000) ï³äòâåðäèëè çðîñòàííÿ ÷èñòî¿ ïåð- âèííî¿ ïðîäóêòèâíîñò³ (NPP) íà 21 % [14]. Äîñë³äíèêè Äåðæàâíîãî íàóêîâî-äîñë³äíîãî ³íñòèòóòó ³íôîðìàö³éíî¿ ³íôðàñòðóêòóðè (ì. Ëüâ³â) íà îñíîâ³ ìàòåìàòè÷íèõ ðîçðàõóíê³â ïîáóäóâàëè ÓÄÊ 528.8.04:504.064: (581.132:504.73)](477.42+477.81) Ì.Â. Âàêîëþê ÀÍÀË²Ç ÑÒÀÍÓ ÔÎÒÎÑÈÍÒÅÇÓ Ñ²ËÜÑÜÊÎÃÎÑÏÎÄÀÐÑÜÊÈÕ ² Ë²ÑÎÂÈÕ ÅÊÎÑÈÑÒÅÌ ÇÀ ÇÌ²ÍÈ ÇÎÂÍ²ØÍ²Õ ÔÀÊÒÎÐ²Â ÍÀ ÎÑÍÎÂ² ÄÀÍÈÕ ÑÓÏÓÒÍÈÊÎÂÈÕ ÇÍ²ÌÀÍÜ Ðîçãëÿíóòî ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ ðåçóëüòàò³â âèì³ðþâàíü çà äîïîìîãîþ äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ àòìî- ñôåðè òà ïîâåðõí³ Çåìë³ ñåíñîðàìè Tanso-FTS (ñóïóòíèê GOSAT, ßïîí³ÿ) é MODIS (ñóïóòíèê Terra (EOS AM-1), ÑØÀ) â³äïîâ³äíî. Ê³ëüê³ñíó òà ÿê³ñíó çì³íó ðîñëèííîãî ïîêðèâó äîñë³äæåíî çà äîïîìîãîþ ìàòåìàòè÷íèõ ðîçðàõóíê³â, â³çóàëüíîãî àíàë³çó òà êàðòè êëàñèô³êàö³¿ ðîñëèííîãî ïîêðèâó. Îö³íåíî çì³íó ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àêòèâíîñò³ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ ³ ë³ñîâèõ åêîñèñòåì Óêðà¿íè (Ð³âíåíñüêà òà Æèòîìèðñüêà îáëàñò³) ç óðàõó- âàííÿì ïðèðîäíè÷î-êë³ìàòè÷íèõ óìîâ ³ òèïó ïîêðèâó. Íàâåäåíî äàí³ ùîäî êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³ íàä çàäàíîþ òåðèòîð³ºþ. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü, êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³, äèñòàíö³éíå çîíäóâàííÿ, åôåêò äîáðèâà â³ä ÑÎ2. 70 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê ìîäåëü (ðèñ. 1), ÿêà çàñâ³ä÷óº çì³íó àêòèâíîñò³ ôîòîñèíòåçó ç óðàõóâàííÿì òåìïåðàòóðè ïîâ³òðÿ (Ò, °Ñ) òà êîíöåíòðàö³¿ àòìîñôåðíîãî ÑÎ2 (Ñ, ppmv) [1]. Ðåçóëüòàòè âêàçóþòü, ùî çà óìîâè â³äñóòíîñò³ ë³ì³òóþ÷èõ ôàêòîð³â òà çà êîíöåíò- ðàö³¿ àòìîñôåðíîãî ÑÎ2 ïîíàä 340 ppmv ôîòî- ñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü ï³äâèùóºòüñÿ (F > 1), à çà éîãî ìåíøî¿ êîíöåíòðàö³¿ – ïðèãí³÷óºòüñÿ. Ïðîàíàë³çóºìî àêòèâí³ñòü ôîòîñèíòåçó, âèêî- ðèñòàâøè äàí³ ñóïóòíèêîâèõ âèì³ð³â. Çàñòîñóâàí- íÿ äàíèõ äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ äëÿ öüîãî äîñë³äæåííÿ º äîö³ëüíèì, îñê³ëüêè ñïåêòðàëüí³ ìîæëèâîñò³ ñóïóòíèêà äàþòü çìîãó ô³êñóâàòè ðå- àëüíèé ñòàí çåìíîãî ïîêðèâó ï³ä ÷àñ çí³ìàííÿ, à òàêîæ âèçíà÷àòè âì³ñò ÑÎ2 â àòìîñôåð³, òåìïå- ðàòóðó òà äàòó çí³ìàííÿ. Ðîçðàõóíêè. Çàëåæí³ñòü ³íòåíñèâíîñò³ ôîòîñèí- òåçó â³ä ôàêòîð³â íàâêîëèøíüîãî ñåðåäîâèùà ³ ïîðè ðîêó ìîæíà îá÷èñëèòè, âèêîðèñòàâøè ïðèí- öèï ë³ì³òóþ÷èõ ôàêòîð³â Ë³á³õà [1]. Ïðîöåñ ôîòî- ñèíòåçó ìîæíà îïèñàòè ôóíêö³ºþ ç óðàõóâàííÿì ïîòîêó âóãëåöþ ç àòìîñôåðè â åêîñèñòåìè. Ð³âí³ öüîãî ïîòîêó º ôóíêö³ºþ ñåðåäíüîì³ñÿ÷íîãî ð³âíÿ êîíöåíòðàö³¿ CO2 (C) â àòìîñôåð³, òåìïåðàòóðè (T), îïàä³â (Ð) ³ çàëåæàòü â³ä ÷àñó (t). Çã³äíî ³ç çàêîíîì îáìåæóâàëüíèõ ôàêòîð³â (ïðèíöèïîì Ë³á³õà), ôóíêö³þ ÷îòèðüîõ ÷èííèê³â, ÿê³ âïëèâàþòü íà ïîò³ê C, çàïèøåìî ÿê [1] [ ]2( , , , ) min (CO ), ( ) ( ) ( ).f C T P t h g T q P x t= (1) Ôóíêö³ÿ ïîòîêó âóãëåöþ ç àòìîñôåðè â åêî- ñèñòåìó çàëåæíî â³ä êîíöåíòðàö³¿ âóãëåêèñëîãî ãàçó â àòìîñôåð³ (h(CO2)) ìàº âèãëÿä [1] 2(CO ) 1 ln , 350 Ch Z  = + β     (2) äå Z – êîåô³ö³ºíò ïåðåõîäó â³ä îäí³º¿ ðîñëèíè äî ð³âíÿ åêîñèñòåìè (äëÿ òåðèòîð³¿ îðíèõ óã³äü ÷è òåðèòîð³¿ ç ïåðåâàæàííÿì ëèñòÿíèõ àáî ì³øàíèõ ë³ñ³â Z = 0,6); β – ôàêòîð ðîñòó (äëÿ òåðèòîð³¿, äå ïåðåâàæàþòü îðí³ óã³ääÿ, β = 0,57; äëÿ òåðèòîð³¿ ç ïåðåâàæàííÿì ëèñòÿíèõ àáî ì³øàíèõ ë³ñ³â β = 0,71); ÷èñëî 350 – ñåðåäíÿ êîíöåíòðàö³ÿ CO2 â àòìîñôåð³ ó ÕÕ ñò. Çàëåæí³ñòü ôóíêö³¿ ïîòîêó âóãëåöþ â³ä òåì- ïåðàòóðè (T) [1] 2 опт( ) 1, 2exp 0,0117( ) ,g T T T = − −  (3) äå Tîïò – îïòèìàëüíà òåìïåðàòóðà äëÿ ôîòîñèíòå- çó (äëÿ òåðèòîð³¿, äå ïåðåâàæàþòü îðí³ óã³ääÿ, Tîïò = 20 °C; äëÿ òåðèòîð³¿ ç ïåðåâàæàííÿì ëèñòÿ- íèõ àáî ì³øàíèõ ë³ñ³â Tîïò = 17 °C). Ôóíêö³ÿ çàëåæíîñò³ ïîòîêó âóãëåöþ â³ä âåëè- ÷èíè îïàä³â (P)1 [1] ( ) 1 exp( ),pq P k P= − − (4) äå kp – êîåô³ö³ºíò, ÷óòëèâîñò³ ôîòîñèíòåçó åêîñè- ñòåì ùîäî îïàä³â (kp = 0,075). Ôóíêö³ÿ çàëåæíîñò³ ïîòîêó âóãëåöþ â ð³çí³ ïåð³îäè ðîêó (t) [1] ph( ) 1 sin( ) , s x t t = − π − ϕ ⋅π  (5) äå ϕph – êîåô³ö³ºíò, ÿêèé ïîêàçóº ì³ñöå íà øêàë³ ÷àñó (äëÿ òåðèòîð³¿, äå ïåðåâàæàþòü îðí³ óã³ääÿ, ϕph = 0,25; äëÿ òåðèòîð³¿ ç ïåðåâàæàííÿì ëèñòÿíèõ àáî ì³øàíèõ ë³ñ³â ϕph = 0,33); s – âèçíà÷åííÿ êðè- âèçíè (äëÿ òåðèòîð³¿, äå ïåðåâàæàþòü îðí³ óã³ääÿ, s = 4, äëÿ òåðèòîð³¿ ç ïåðåâàæàííÿì ëèñòÿíèõ àáî ì³øàíèõ ë³ñ³â s = 16). Óñ³ êîåô³ö³ºíòè âçÿò³ ³ç ïðàö³ [1]. Âõ³äí³ äàí³. Äëÿ ðîçðàõóíê³â âèêîðèñòàíî äàí³ òàêèõ ñóïóòíèê³â: âèì³ðþâàííÿ êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 – ÿïîíñüêèé ñóïóòíèê GOSAT; òåìïåðàòóðè ïîâåðõí³ – ñïåêòðîðàä³îìåòð MODIS, ÿêèé º êëþ÷îâèì ³íñòðóìåíòîì íà áîðòó ñóïóòíèêà Terra (EOS AM-1); êëàñèô³êàö³ÿ çåìåëüíèõ ïîêðèâ³â – çà äîïîìîãîþ êàðòè òèï³â ´ðóíòîâî-ðîñëèííîãî ïîêðèâó ñòàíîì íà 2005 ð., ÿêà ï³äãîòîâëåíà íà îñíîâ³ ñóïóòíèêîâèõ äàíèõ [8]. Òåðèòîð³ÿ äîñë³äæåííÿ – Ð³âíåíñüêà òà Æè- òîìèðñüêà îáëàñò³ Óêðà¿íè. Äîì³íóþ÷èìè òèïàìè ðîñëèííîãî ïîêðèâó º îðí³ çåìë³, ëèñòÿí³ ÷è ì³øàí³ ë³ñè. Òî÷êè äîñë³äæåííÿ âèáèðàëè âèõî- äÿ÷è ç äîñòóïíèõ ³ äîñòîâ³ðíèõ âèì³ð³â êîñì³÷íî- ãî ñóïóòíèêà GOSAT. Äîñë³äæóâàëè òî÷êè, ÿê³ â³äïîâ³äàëè òåðèòîð³¿ ³ç ë³ñîâèì ïîêðèâîì ÷è îð- íèìè óã³ääÿìè. Îñê³ëüêè ë³ñè, ÿê ïðàâèëî, êðàùå ðåàãóþòü íà çì³íó êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2, í³æ òðàâè, ð³çíîòðàâ’ÿ, áîáîâ³ êóëüòóðè, çåðíîâ³, – ó ñåðåä- íüîìó â³ä 31 äî 51 % ñòèìóëÿö³¿, äëÿ àíàë³çó áóëî âèáðàíî ë³ñîâèé ïîêðèâ [6], à òàêîæ ñ³ëüñüêîãîñ- ïîäàðñüê³ (îðí³) çåìë³, îñê³ëüêè âîíè îõîïëþþòü ïîíàä 70,9 % òåðèòîð³¿ Óêðà¿íè [2]. Êîñì³÷íèé àïàðàò GOSAT áóâ çàïóùåíèé ó 2008 ð., òîìó ÷àñîâèìè ìåæàìè äîñë³äæåííÿ âçÿ- Ðèñ. 1. Çàëåæí³ñòü ³íòåíñèâíîñò³ ôîòîñèíòåçó (F) â³ä êîí- öåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³ (Ñ) é òåìïåðàòóðè (Ò) [1] 1 Ïðèéíÿòî, ùî îïàäè íå º îáìåæóâàëüíèì ôàêòîðîì, òîìó q(Ð) = 0,95 äëÿ âñ³õ òèï³â åêîñèñòåì. 71ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê òî âåãåòàö³éí³ ïåð³îäè 2009 é 2010 ðð. Áóëè âñòà- íîâëåí³ äàòè âèáîðó ïîêàçíèê³â çà äàíèìè âèì³ð³â ñóïósòíèêà GOSAT. Êîíöåíòðàö³þ ä³îêñèäó âóãëåöþ âèðàæåíî ñòîâïöåâîþ ê³ëüê³ñòþ ãàçó, ÿê ê³ëüê³ñòü ìîëåêóë ãàçó â ñòîâïö³ íàä îäèíèöåþ ïîâåðõí³. Ñóïóòíèê GOSAT çä³éñíþº îäèí îáåðò ïðèáëèçíî çà 100 õâ, â³í ïîâåðòàºòüñÿ íà îäíó é òó ñàìó òî÷êó ïðîñòî- ðó çà 3 äîáè [9]. ²íñòðóìåíòîì ñïîñòåðåæåííÿ íà áîðòó ñóïóò- íèêà º òåïëîâèé òà áëèæí³é ³íôðà÷åðâîíèé äàò- ÷èê äëÿ ñïîñòåðåæåíü çà âóãëåöåì – Tanso. Tanso ñêëàäàºòüñÿ ç äâîõ ñóáîäèíèöü: ñïåêòðîìåòðà ïå- ðåòâîðåíü Ôóð’º (FTS) òà ³íäèêàòîðà õìàð ³ àåðî- çîë³â (CAI). Ïðîòÿãîì 3 ä³á FTS ïðèéìàº 56 òèñ. âèì³ð³â, ùî îõîïëþþòü âñþ çåìíó êóëþ. Îñê³ëü- êè àíàë³ç îáìåæåíèé ä³ëÿíêàìè ïðè ÿñíîìó íåá³, ö³é óìîâ³ â³äïîâ³äàº ëèøå â³ä 2 äî 5 % ç³áðàíèõ äàíèõ. Ïðîòå ê³ëüê³ñòü òî÷êîâèõ äàíèõ çíà÷íî ïå- ðåâèùóº ïîòî÷íó ê³ëüê³ñòü íàçåìíèõ ñòàíö³é ñïî- ñòåðåæåííÿ çà êîíöåíòðàö³ºþ ÑÎ2 â àòìîñôåð³, ÿêèõ ìåíøå 200 [9]. Ì³ñ³ºþ ñåíñîðà GOSAT º ñïîñòåðåæåííÿ çà êîíöåíòðàö³ºþ ÑÎ2 ç 1 % (4 ppmv), óñåðåäíåíîþ çà 3 ì³ñ â³äíîñíîþ òî÷í³ñòþ ïðîòÿãîì 2008– 2012 ðð., ³ ñêîðî÷åííÿ ïîõèáîê óäâ³÷³ ïðè âèçíà- ÷åíí³ äæåðåë ³ ïîãëèíà÷³â ïàðíèêîâèõ ãàç³â íà êîíòèíåíòàëüíîìó ìàñøòàá³ ç âèêîðèñòàííÿì äà- íèõ, îòðèìàíèõ ñóïóòíèêîì GOSAT, ó ïîºäíàíí³ ç äàíèìè, ç³áðàíèìè çà äîïîìîãîþ ïîëüîâèõ ³íñòðóìåíò³â ³ ñòàíö³é [7, 10]. Äëÿ ðîçðàõóíê³â âèêîðèñòîâóâàëè äàí³ 2-ãî ð³âíÿ GOSAT ïðîäóêòó, âåðñ³¿ 00.50, 00.80, 00.90, 01.10, 01.20, 01.30, òà ëèøå ò³ äàí³, ÿê³ áóëè â³ä³áðàí³ çà áåçõìàðíèõ óìîâ ³ â³äïîâ³äàëè îñíîâ- íèì ôàêòîðàì â³äáîðó äàíèõ – ÿêîñò³ ñèãíàëó, øîðñòêîñò³ ïîâåðõí³ Çåìë³. Çà äàíèìè [17], ïîâòîðþâàí³ñòü (çá³æí³ñòü) íàçåìíèõ âèì³ðþâàíü â FTS xCO2 çà óìîâ ÿñíîãî íåáà òà ÷àñòêîâî çàòóìàíåíîãî ñòàíîâèòü ïðèáëèç- íî 0,1 òà 0,2 % â³äïîâ³äíî. ×åðåç êàë³áðóâàííÿ ïðèëàä³â íà ì³ñö³ áîðòîâèõ äàíèõ âèì³ðþâàíü íå- âèçíà÷åí³ñòü xCO2, ïîâ’ÿçàíà ³ç íàçåìíèìè âèì³- ðþâàííÿìè FTS, äîð³âíþâàëà 0,8 ppm, îòðèìà- íèõ ç áîðòîâèõ äàíèõ ñïîñòåðåæåíü ~1ppm. Íåâèçíà÷åí³ñòü, ïîâ’ÿçàíà ç áîðòîâèìè âèì³ðþ- âàííÿìè ÑÎ2, ñòàíîâèëà 0,2 ppm [17]. Ïîêàçíèêè òåìïåðàòóðè ïîâåðõí³ áóëè âçÿò³ ç ïðîäóêò³â MODIS ñóïóòíèêà Terra (EOS AM-1), ÑØÀ. Òåìïåðàòóðà ïîâåðõí³ ñóõîäîëó (LST) º óñåðåäíåíîþ çà äàíèìè 8 ä³á ³ ñêëàäàºòüñÿ ³ç ùî- äåííèõ îäíîê³ëîìåòðîâèõ ïðîäóêò³â LST MODIS MOD11A2, ùî çáåð³ãàþòüñÿ íà 1-êì ñèíóñî- ¿äàëüí³é ñ³òö³. Terra MODIS ñêàíóº âñþ ïîâåðõ- íþ Çåìë³ êîæí³ 1–2 äîáè [18]. Ìè âèêîðèñòàëè äàí³ êîëåêö³¿ 5, âèì³ðè äëÿ ÿêî¿ ðîçïî÷àëèñÿ â ñåðåäèí³ 2007 ð. Çà [18], âîíè º íàéòî÷í³øîþ âåð- ñ³ºþ ïðîäóêòó MODIS. MODIS MOD11 êîëåêö³ÿ 5 (Ñ5) ïðîäóêòó áóëà âåðèô³êîâàíà ñåð³ºþ ïîëüîâèõ ðîá³ò, ïðîâåäåíèõ ó 2000–2007 ðð. Òî÷í³ñòü ñòàíîâèëà 1 Ê (çäåá³ëü- øîãî 0,5 Ê) [13]. Òèïè çåìíîãî ïîêðèâó âèçíà÷åí³ íà îñíîâ³ êàðòè ãëîáàëüíèõ ïîêðèâ³â – Global Land Cover, ùî äîñòóïíà ç ïîðòàëó ªâðîïåéñüêîãî êîñì³÷íîãî àãåíòñòâà [8]. Ãëîáàëüíà êàðòà ïîêðèâ³â Çåìë³ º ãëîáàëüíîþ êàðòîþ ðîñëèííîãî ïîêðèâó, âèãîòîâ- ëåíîþ çà ïåð³îä ãðóäåíü 2004 ð. – ÷åðâåíü 2006 ð. Ðåçóëüòàòè òà ¿õ îáãîâîðåííÿ. Çà ôóíêö³ÿìè (1)–(5) ðîçðàõîâàíî âåëè÷èíó ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àêòèâíîñò³ äëÿ êîæíî¿ òî÷êè çà ð³çí³ ÷àñîâ³ ïðî- ì³æêè (ðèñ. 2–5). Çåëåíà ë³í³ÿ – óñåðåäíåíà ñòîâïöåâà êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2, ó êîíêðåòíèé ÷àñ âèì³ðÿíà ñóïóòíèêîì GOSAT äëÿ 2009 ð., ÷åð- Ðèñ. 2. Çàëåæí³ñòü ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àêòèâíîñò³ (h(ÑÎ2)) â³ä êîíöåíòðàö³¿ âóãëåêèñëîãî ãàçó â àòìîñôåð³ çà 2009 òà 2010 ðð. Êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³: 1 – 2009 ð., äëÿ øèðîêîëèñòÿíèõ ç/áåç õâîéíèìè ë³ñàìè, 2 – 2009 ð., äëÿ îðíèõ óã³äü, 3 – 2010 ð., äëÿ øèðîêîëèñòÿíèõ ç/áåç õâîéíèìè ë³ñàìè, 4 – 2010 ð., äëÿ îðíèõ óã³äü; ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü çàëåæíî â³ä êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³: 5 – äëÿ 2009 ð., 6 – äëÿ 2010 ð. 72 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê âîíà ë³í³ÿ – òå ñàìå äëÿ 2010 ð.; ñóö³ëüíà ë³í³ÿ – òèï ïîêðèâó, ùî â³äïîâ³äàº ëèñòÿíèì òà/àáî ì³øà- íèì ë³ñàì, øòðèõîâ³ ë³í³¿ – îðí³ óã³ääÿ. Òî÷êà – îá÷èñëåíèé ð³âåíü ôîòîñèíòåçó äëÿ 2009 ð. (íàä çåëåíèì ñòîâáöåì) òà 2010 ð. (íàä ÷åðâîíèì ñòîâá- öåì). Ôóíêö³ÿ çàëåæíîñò³ ïîòîêó âóãëåöþ ç àò- ìîñôåðè â ðîñëèíó â³ä êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àòìî- ñôåð³ âèðàæåíà ÿê h(CO2), â³ä òåìïåðàòóðè – g(T), â³ä ÷àñó – x(t), â³ä îïàä³â – q(P). Çàãàëüíèé ôîòî- ñèíòåç âèçíà÷åíî ÷åðåç ôóíêö³þ f(h, g, q, x). Íà ðèñ. 2 âèäíî, ùî ôîòîñèíòåç çàãàëîì âè- ùèé çà óìîâ, êîëè êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³ âèùà çà 377 ppm. Öå îñîáëèâî ïðîñòåæóºòüñÿ â òî÷ö³ çà 27 áåðåçíÿ 2010 ð. äëÿ ë³ñîâîãî òèïó ïî- êðèâó. Ôîòîñèíòåç íàâåñí³ ³ êîíöåíòðàö³ÿ ÑÎ2 ó ö³ëîìó º âèùèìè çà ³íø³ ïîðè ðîêó. Íàïðèê³íö³ ë³òà ³ â îñ³ííþ ïîðó êîíöåíòðàö³ÿ íèæ÷à, à ôîòî- ñèíòåç á³äí³øèé, îñîáëèâî äëÿ îðíèõ óã³äü. Öå ìîæíà ïîÿñíèòè òèì, ùî ðîñëèíàìè áóëî ïîãëè- íóòî äîñòàòíüî ÑÎ2 íà ïî÷àòêó âåãåòàö³éíîãî ïå- ð³îäó ³ âîñåíè âîíè íèì íàñè÷åí³. Ç ðèñ. 3 âèäíî, ÿê çì³íþºòüñÿ ôîòîñèíòåç ç³ çì³íîþ òåìïåðàòóðè òà çà óìîâè, ùî ³íø³ ôàêòîðè íå º îáìåæóâàëüíèìè. Ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü âèùà íà ïî÷àòêó âåãåòàö³éíîãî ïåð³îäó äëÿ öèõ äâîõ âèä³â ðîñëèííîãî ïîêðèâó. Âò³ì äëÿ ïîêðèâó ç ïåðåâàæàííÿì ë³ñîâèõ åêîñèñòåì ïðîñòåæóºòüñÿ ³íòåíñèâí³øèé ôîòîñèíòåç. Ìîæíà ïðèïóñòèòè, ùî òåìïåðàòóðà ó öåé ïåð³îä ÷àñó áóëà ñïðèÿòëèâ³- øîþ äëÿ òåðèòîð³é ç ïåðåâàæàííÿì ë³ñîâîãî ïî- êðèâó. Âë³òêó òåìïåðàòóðà áóëà âèùîþ ³ íåñïðèÿò- ëèâîþ äëÿ ôîòîñèíòåçó (ôîòîñèíòåç íèæ÷èé çà îäèíèöþ), ùî ïðèçâåëî (îñîáëèâî äëÿ ë³òà 2010 ð.) äî çíèæåííÿ öüîãî ïîêàçíèêà. Ìîæíà ïðèïóñòè- òè, ùî â öåé ÷àñ á³îìàñà çóïèíèëàñÿ ó ñâîºìó ðîñò³, àáî æ âîíà ïðèãí³÷óâàëàñÿ. Ðèñ. 3. Çàëåæí³ñòü ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àêòèâíîñò³ (g(T)) â³ä òåìïåðàòóðè çà 2009 òà 2010 ðð.: 1 – ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü çàëåæíî â³ä òåìïåðàòóðè äëÿ 2009 ð.; 2 – äëÿ 2010 ð. Ðåøòó ïîçíà÷åíü äèâ. íà ðèñ. 2 Ðèñ. 4. Çàëåæí³ñòü ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àêòèâíîñò³ (õ(t)) â³ä âåãåòàö³éíîãî ïåð³îäó çà 2009 òà 2010 ðð.: 1 – ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü (õ) çàëåæíî â³ä âåãåòàö³éíîãî ïåð³îäó äëÿ 2009 ð.; 2 – äëÿ 2010 ð. Ðåøòó ïîçíà÷åíü äèâ. íà ðèñ. 2 73ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê Íà ðèñ. 4 â³äîáðàæåíî âåëè÷èíó ôîòîñèíòå- òè÷íî¿ àêòèâíîñò³ äëÿ ð³çíîãî ïåð³îäó ÷àñó (t) â óìîâàõ, êîëè ³íø³ ôàêòîðè íå º îáìåæóâàëüíèìè (ñòðåñîâèìè) äëÿ åêîñèñòåì. Â óñ³õ òî÷êàõ ôîòî- ñèíòåç, âèùèé çà 0,7, âêàçóº çàãàëîì íà ïðèðîä- íèé ðîçâèòîê ðîñëèí. Ç ðèñ. 5 âèäíî, ùî çàãàëüíà ñèòóàö³ÿ äóæå ð³çíà äëÿ êîæíî¿ òî÷êè â ð³çí³ ïåð³îäè ÷àñó. ßêùî ïðîñòåæèòè óâåñü âåãåòàö³éíèé ïåð³îä äëÿ äâîõ òèï³â çåìíîãî ïîêðèâó, òî âèäíî, ùî âåñíîþ ôîòîñèíòåç çðîñòàº ç 0,5 äî 1 òà á³ëüøå. Êîíöåíòðàö³ÿ æ íàâåñí³ 2010 ð. çìåíøóºòüñÿ ç áëèçüêî 387 ppm (îñîáëèâî íàä ë³ñîâèì ïîêðè- âîì) äî 370 ppm âîñåíè. Çàçíà÷èìî, ùî äëÿ ë³òíüîãî ïåð³îäó çà 2 ðîêè íå ïðîñòåæóºòüñÿ âè- ðàçíà ñèòóàö³ÿ. Ñë³ä çàëó÷àòè á³ëüøó ê³ëüê³ñòü òî÷îê äëÿ äåòàëüí³øîãî àíàë³çó ñèòóàö³¿. Íà ïî÷àòêó âåãåòàö³éíîãî ñåçîíó ôîòîñèíòå- òè÷íà àêòèâí³ñòü íàä îðíèìè çåìëÿìè çðîñòàº, â ñåðåäèí³ ñåçîíó ³ñòîòíî íå çì³íþºòüñÿ, àëå íà- ïðèê³íö³ ñåçîíó çìåíøóºòüñÿ. Çàóâàæèìî, ùî ìè íå ïðîâîäèëè äåòàëüíó êëà- ñèô³êàö³þ ´ðóíòîâî-ðîñëèííîãî ïîêðèâó íà òèïè ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ êóëüòóð òà ïîð³ä ë³ñó. Âñ³ òî÷êè áóëè ïîä³ëåí³ íà äâà êëàñè ç äîì³íóþ÷èì ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèì òèïîì ðîñëèííîãî ïîêðèâó ÷è ë³ñîâîãî. Äåòàëüí³øà êëàñèô³êàö³ÿ ´ðóíòîâî- ðîñëèííîãî ïîêðèâó äàñòü çìîãó òî÷í³øå âèáðàòè ³íäåêñè (ϕph, β, Z, T) äëÿ ðîçðàõóíê³â (1)–(3), (5), ùîá âèçíà÷èòè âåëè÷èíó ôîòîñèíòåçó äëÿ êîíê- ðåòíî¿ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêî¿ êóëüòóðè ÷è ë³ñîâîãî ïîêðèâó. Öå, â ñâîþ ÷åðãó, äàñòü ìîæëèâ³ñòü âè- çíà÷èòè, ÿê³ êóëüòóðè º á³ëüøèìè ïîãëèíà÷àìè ÑÎ2, òà ÷è ïðîÿâëÿºòüñÿ åôåêò äîáðèâà â³ä ÑÎ2. Âèñíîâêè. Íà öåé ÷àñ çà øâèäêî¿ çì³íè êë³ìàòó (òåìïåðàòóðè, ê³ëüêîñò³ îïàä³â, øâèäêîñò³ â³òðó òà ³í.), çá³ëüøåííÿ åêñòðåìàëüíèõ óìîâ (ï³äòîïëåíü, ïîæåæ òà ³í.) ëþäñòâî ìàº â÷àñíî ðåàãóâàòè íà çì³íó ïàðàìåòð³â íàâêîëèøíüîãî ñåðåäîâèùà òà âíîñèòè êîðåêòèâè ç ìåòîþ ì³í³ì³çàö³¿ íåãàòèâíèõ íàñë³äê³â. Ðåàêö³þ ðîñëèííîñò³ íà âåëè÷èíó êîí- öåíòðàö³¿ ÑÎ2 äîñë³äæåíî áàãàòüìà ìåòîäàìè: ìà- òåìàòè÷íèìè [1]; ëàáîðàòîðíèìè [4, 6]; ³ç øòó÷- íèì ï³äâèùåííÿì êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àòìîñôåð³ â ïðèðîäíèõ óìîâàõ [14] òà áåç øòó÷íîãî ï³äâèùåí- íÿ [15]. Ïðîâåäåíî àíàë³ç ðåàêö³¿ ôîòîñèíòåçó íà çá³ëüøåííÿ êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 [6, 16]. Äëÿ äîñë³- äæåíü ðåàêö³¿ ðîñëèí íà çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ÑÎ2 ïîâí³ñòþ àáî ÷àñòêîâî âèêîðèñòîâóþòü äàí³ ñó- ïóòíèêîâèõ çí³ìàíü [11, 12]. Ìè ïîêàçàëè, ùî äàí³ ñóïóòíèêîâèõ çí³ìàíü ìîæóòü áóòè âèêîðèñòàí³ äëÿ àíàë³çó ñòàíó ôîòî- ñèíòåçó òà çîâí³øí³õ ôàêòîð³â. Çà ðåçóëüòàòàìè ðîçðàõóíê³â, âåëè÷èíà ôîòîñèíòåçó íàéá³ëüø çà- ëåæèòü â³ä òåìïåðàòóðè òà êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2 â àò- ìîñôåð³. Âñòàíîâëåíî, ùî âåëè÷èíà ôîòîñèíòåçó ïåðåâèùóâàëà îäèíèöþ çà âïëèâó êîíöåíòðàö³¿ ÑÎ2. Öå äàº çìîãó ïðèïóñêàòè ³ñíóâàííÿ “åôåêòó äîáðèâà â³ä ÑÎ2” òà ìîæëèâ³ñòü éîãî äîñë³äæóâà- òè çà äîïîìîãîþ äàíèõ ñóïóòíèêîâèõ çí³ìàíü. ßêùî ïîð³âíÿòè îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè (ðèñ. 2–5) ³ç ìàòåìàòè÷íèìè ðîçðàõóíêàìè (ðèñ. 1), òî ìîæ- íà ïîáà÷èòè íàñê³ëüêè ðåçóëüòàòè º ð³çíèìè. Ïðîâåäåíî êëàñèô³êàö³þ ë³ñ³â íà ì³øàí³ òà ëèñ- òÿí³, àëå íå âðàõîâàíî âèä ³ â³ê äåðåâíèõ ïîð³ä. Äå- òàëüí³øà êëàñèô³êàö³ÿ ðîñëèííîãî ïîêðèâó òà óìîâ çðîñòàííÿ çàáåçïå÷èòü òî÷í³ø³ ðåçóëüòàòè. Ïîäàëüø³ äîñë³äæåííÿ ñë³ä ðîçøèðèòè é äîäàòè äîñòóïí³ äàí³ çà 2011 òà 2012 ðð., à òàêîæ âèêîðèñòàòè äàí³ äëÿ âñ³º¿ òåðèòîð³¿ Óêðà¿íè ç óðàõóâàííÿì ãåîãðàô³÷íî- êë³ìàòè÷íèõ îñîáëèâîñòåé êðà¿íè. Ðåçóëüòàòè äîñë³- äæåííÿ ìîæóòü áóòè çàñòîñîâàí³ äëÿ âèð³øåííÿ ð³çíèõ çàâäàíü: îïòèì³çàö³¿ ñòðàòåã³é ïðèðîäîêîðèñ- òóâàííÿ òà çàáåçïå÷åííÿ ñòàëîãî ðîçâèòêó, çîêðåìà äëÿ âèð³øåííÿ ïèòàíü åêîëîã³¿ òà ïðîäîâîëü÷î¿ áåç- ïåêè â óìîâàõ êë³ìàòè÷íèõ çì³í, òà ³í. Ðèñ. 5. Ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü (f), ÿêà çàëåæèòü â³ä êîíöåíòðàö³¿ âóãëåêèñëîãî ãàçó â àòìîñôåð³, òåìïåðàòóðè, ÷àñó òà ê³ëüêîñò³ îïàä³â çà 2009 òà 2010 ðð.: 1 – ôîòîñèíòåòè÷íà àêòèâí³ñòü (f) äëÿ 2009 ð.; 2 – äëÿ 2010 ð. Ðåøòó ïîçíà÷åíü äèâ. íà ðèñ. 2 74 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê 1. Áóíü Ð.À. ²íôîðìàö³éí³ òåõíîëîã³¿ ³íâåíòàðèçàö³¿ ïàð- íèêîâèõ ãàç³â òà ïðîãíîçóâàííÿ âóãëåöåâîãî áàëàíñó Óêðà¿íè / Ð.À. Áóíü, Ì.². Ãóñò³, Â.Ñ. Äà÷óê òà ³í. – Ëüâ³â: Óêð. àêàäåì³ÿ äðóêàðñòâà, 2004. – 376 ñ. 2. Äåðæàâíå àãåíòñòâî çåìåëüíèõ ðåñóðñ³â Óêðà¿íè [Åëåêòðîííèé ðåñóðñ]: Çåìåëüíèé ôîíä Óêðà¿íè ñòà- íîì íà 01.01.2011. Ñòàòèñòè÷í³ äàí³. – 2012. – Ñ. 1. – Ðåæèì äîñòóïó http://www.dazru.gov.ua/terra/control/ uk/publish/article;jsessionid=0298EF3AE5F199ED7A 119CC9D4715921?art_id=121570&cat_id=97786 3. Ëÿëüêî Â.². Îöiíêà âïëèâó ïðèðîäíî-àíòðîïîãåííèõ çìií ïîòîêiâ CO2 ó ñèñòåìi ðîñëèííiñòü–àòìîñôåðà íà ôîðìóâàííÿ ïàðíèêîâîãî åôåêòó Çåìëi / Â.². Ëÿëü- êî // Äîï. ÍÀÍ Óêðà¿íè – 2007. – ¹ 4. – Ñ.130–137. 4. Ïàâëþê Â.Â. Âóãëåöåâå ï³äæèâëåííÿ ñ³ÿíö³â õâîéíèõ ïîð³ä ó êîíòåêñò³ ãëîáàëüíîãî ïîòåïë³ííÿ / Â.Â. Ïàâ- ëþê // Íàóê. â³ñí. ÍËÒÓ Óêðà¿íè. – 2009. – Âèï.19.15. – Ñ. 102–107. 5. Èçìåíåíèÿ çåìíûõ ñèñòåì â Âîñòî÷íîé Åâðîïå / Îòâ. ðåä. Â.È. Ëÿëüêî. – Êèåâ, 2010. – 582 ñ. 6. Ainsworth E.A. What have we learned from 15 years of free-air CO2 enrichment (FACE)? A meta-analytic review of the responses of photosynthesis, canopy properties and plant production to rising CO2 / E.A. Ainsworth, S.P. Long // New phynologist. – 2005. – Vol. 165, iss. 2. – Ð. 351–372. 7. Chevallier F. On the accuracy of the CO2 surface fluxes to be estimated from the GOSAT observations / F. Chevallier, Sh. Maksyutov, Ph. Bousquet et al. // Geophys. res. lett. – 2009. – Vol. 36. – P.5 8. Global Land Cover [Åëåêòðîí. ðåñóðñ] // Ïîðòàë ªâðîï. êîñ. Àãåíòñòâà. – Ðåæèì äîñòóïó http://ionia1.esrin. esa.int 9. GOSAT instruments and observational methods. Greenhouse gas and observing satellite. “Ibuki”. NIES, MOE, JAXA [Åëåêòðîí. ðåñóðñ]: – 2010. – Ñ. 8. Ðåæèì äîñòóïó: http://www.gosat.nies.go.jp/eng/gosat/page2.htm 10. Hamazaki T. Sensor system for Greenhouse Gas Observing Satellite (GOSAT)/ T. Hamazaki, A. Kuze, K. Kondo, // Proceed. of SPIE’s 49th Ann. Meet. “Optical Science and Technology, Infrared Spaceborne Remote Sensing”. – Ed. M. Strojnik. – Denver CO, USA, 2004. – Vol. 5543. – Ðåæèì äîñòóïó http://spiedigitallibrary.org/proceedings/ resource/2/psisdg/5543/1/275_1?isAuthorized=no 11. Kaufmann R.K. The pover of monitoring stations and a CO2 fertilization effect: Evidence from Causal Relationship between NDVI and Carbon Dioxide / R.K. Kaufmann, L.F. Paletta, H.Q. Tian, R.B. Myneni, R.D. D’Arrigo // Earth Interactions. – 2008. – Vol. 12, pap. ¹ 9. – Ð. 23. 12. Lim C. Correlation between atmospheric CO2 concentration and vegetation greenness in North America: CO2 fertilization effect / C. Lim, M. Kafatos, P. Megonigal // Climate Research. – 2004. –Vol. 28. – Ð. 11–22. 13. MODIS Land team validation. Status for: Land Surface Temperature and Emissivity (MOD11) [Åëåêòðîí. ðå- ñóðñ]. – MODIS Land Team Validation, 2009. – P. 1. – Ðåæèì äîñòóïó – http://landval.gsfc.nasa.gov/Product Status.php?ProductID=MOD11 14. Norby R.J. Net primary productivity of a CO2-enriched deciduous forest and implications for carbon storage / R.J. Norby, Hanson P.J., O’Neill E.G. et al. // Ecol. Applications. – 2002. – Vol. 12 (5). – Ð. 1261–1266. 15. Phillips O.L. The changing Amazon forest. Philosophical transactions of the Royal Society / O.L. Phillips, S.L. Lewis, T.R. Baker et al // Biol. Sciences. – 2008. – ¹ 363. – P. 1819–1827. 16. Sakai H., Yagi, K., Kobayashi K., Kawashima S. Rice carbon balance under elevated CO2 // New Phytologist. – Vol.150, ¹ 2. – P. 241–249. 17. Summary of the GOSAT Level 2 Data Product Validation Activity [Åëåêòðîííèé ðåñóðñ]: August 24, 2010, NIES GOSAT Project: Ðåæèì äîñòóïó https://data.gosat. nies.go.jp/productpubinfo /productpubinfo/ProductPub InfoPage/open.do 18. Zhao M. MODIS-Derived Terrestrial Primary Production Land Remote Sensing and Global Environmental Change / M. Zhao, S.W. Running, F.A. Heinsch, R.R. Nemani. Ed. B. Ramachandran. – Springer Science+Business Media LLC, 2011. – P. 635–660. Ì.Â. Âàêîëþê ÀÍÀËÈÇ ÑÎÑÒÎßÍÈß ÔÎÒÎÑÈÍÒÅÇÀ ÑÅËÜÑÊÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÛÕ È ËÅÑÍÛÕ ÝÊÎÑÈÑÒÅÌ ÏÐÈ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÂÍÅØÍÈÕ ÔÀÊÒÎÐÎÂ ÍÀ ÎÑÍÎÂÀÍÈÈ ÄÀÍÍÛÕ ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÎÉ ÑÚÅÌÊÈ Ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ äèñòàíöèîííîãî çîíäèðîâàíèÿ àòìîñôåðû è ïîâåðõíîñòè Çåìëè ñåíñîðàìè Tanso-FTS (ñïóòíèê GOSAT, ßïîíèÿ) è MODIS (ñïóòíèê Terra (EOS AM-1), ÑØÀ) ñîîòâåòñòâåííî. Êîëè÷åñòâåííîå è êà÷åñòâåííîå èçìåíåíèå ðàñòèòåëüíîãî ïîêðîâà èçó÷à- ëîñü ñ ïîìîùüþ ìàòåìàòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ, âèçóàëüíîãî àíàëèçà è êàðòû êëàññèôèêàöèè ðàñòèòåëüíîãî ïîêðî- âà. Äàíà îöåíêà èçìåíåíèÿ ôîòîñèíòåòè÷åñêîé àêòèâíîñòè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ è ëåñíûõ ýêîñèñòåì Óêðàèíû (Ðîâåíñêàÿ è Æèòîìèðñêàÿ îáëàñòè) ñ ó÷åòîì ïðèðîäíî-êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèé è òèïà ïîêðîâà. Èññëåäîâàíî èçìåíåíèå êîíöåíòðàöèè ÑÎ2 â àòìîñôåðå íàä çàäàííîé òåððèòîðèåé. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ôîòîñèíòåòè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü, êîíöåíòðàöèÿ ÑÎ2 â àòìîñôåðå, äèñòàíöèîííîå çîíäèðîâà- íèå, ýôôåêò óäîáðåíèé îò ÑÎ2. Äåðæàâíà óñòàíîâà “Íàóêîâèé Öåíòð àåðîêîñì³÷íèõ äîñë³äæåíü Çåìë³ ²íñòèòóòó ãåîëîã³÷íèõ íàóê ÍÀÍ Óêðà¿íè”, Êè¿â, Óêðà¿íà Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 18.05.2012 ð. http://www.dazru.gov.ua/terra/control/ http://ionia1.esrin http://www.gosat.nies.go.jp/eng/gosat/page2.htm http://spiedigitallibrary.org/proceedings/ http://landval.gsfc.nasa.gov/Product https://data.gosat 75ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2012, ¹ 3 (43) © Ì.Â. Âàêîëþê M.V. Vakolyuk ANALYSIS OF THE PHOTOSYNTHESIS OF AGRICULTURAL AND FOREST ECOSYSTEMS BY CHANGING EXTERNAL FACTORS BASED ON THE SATELLITE DATA A main focus in this paper is made on possibility of using results of the remote sensing of the atmosphere and the Earth surface by Tanso-FTS sensor (GOSAT satellite, Japan) and MODIS sensor (Terra satellite (EOS AM-1)) accordingly. Qualitative and quantitative changes of the plant cover were analyzed by the use of mathematic calculation, visual analysis and plant cover classification map. Analyzed in the article are photosynthesis changes of the agricultural and forest ecosystems of Ukraine (Rivne and Zhytomyr regions) by taking into consideration naturally and climate conditions and plant cover types. Special accent was given to the analysis of CO2 concentration changes on the territory of research. Keywords: photosynthetic activity, concentration of ÑÎ2 in the atmosphere, remote sensing, ÑÎ2 fertilization effect.

Аналіз стану фотосинтезу сільськогосподарських і лісових екосистем за зміни зовнішніх факторів на основі даних супутникових знімань

Репозитарії

Схожі ресурси