Понедельник 30 июня 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» «Сон» и «бодрствование» хвойных деревьев будут оценивать по цвету хвои


«Сон» и «бодрствование» хвойных деревьев будут оценивать по цвету хвои

Вторник, 01 Октября 2024 13:15

Биологи предложили оценивать, находится ли дерево в состоянии активной жизнедеятельности (вегетации) или в покое, анализируя цвет хвои на сделанных с помощью дронов фотографиях. Новый подход позволяет быстро и с высокой точностью отслеживать состояние не только одиночных деревьев, но и целых лесов, что важно для определения сроков заготовки древесины. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Remote Sensing Applications: Society and Environment и Horticulturae.

 

Хвойные леса составляют около 80% всех лесов России и играют важную роль в хозяйственной деятельности человека. Они обогащают воздух кислородом, сдерживают порывы ветра, поглощают пыль. Однако из-за изменения климата и увеличивающегося колебания сезонных температур страдает здоровье деревьев: их иммунитет снижается, из-за чего растет риск развития таких недугов как грибок и инфекционные заболевания. Поэтому важно отслеживать состояние хвойных насаждений, особенно в местах их массового произрастания. Также для определения сроков заготовки древесины необходимо знать, находятся деревья в активной фазе жизнедеятельности (вегетации) или в покое. Зимой и летом определить эти фазы не составляет труда, но в межсезонье также нужно знать точные сроки перехода из одного состояния в другое, чтобы понять, готовы ли насаждения к зимним морозам, и иметь возможность планировать хозяйственные мероприятия в лесу. Однако отслеживать такие переходы сложно, поскольку хвойные леса занимают большие площади, а методы их дистанционной диагностики только разрабатываются.

 

Ученые из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) предложили оценивать состояние хвойных деревьев с помощью спектрального анализа. В рамках такого подхода насаждения снимают с помощью дронов гиперспектральной камерой, чувствительной к мельчайшему изменению цвета, а сами снимки позднее изучают в лаборатории. При этом, в зависимости от разрешения используемой камеры, этим способом можно оценивать как состояние отдельных деревьев, так и лесного массива. 

 

Полученные кадры сравнивают с «идеальными» спектральными характеристиками здорового хвойного дерева в покое и в состоянии вегетации, определенными с помощью математического моделирования. Так, в рамках исследования заранее обученный алгоритм машинного обучения соотносил цветовую насыщенность снимков с состоянием растений. Наибольший вес при оценке алгоритм присваивал той части спектральных данных, которая отображала количество пигментов (например, хлорофилла и каротиноидов) в побегах растений. Эта характеристика была важна при анализе, поскольку недостаточная пигментация часто указывает на болезнь.

 

Авторы протестировали предложенный подход на четырех видах хвойных деревьев из коллекции Ботанического сада ЮФУ: плосковеточнике (Platycladus orientalis), туе западной (Thuja occidentalis), сосне обыкновенной (Pinus sylvestris) и туе складчатой (Thuja plicata). Леса из сосны обыкновенной широко распространены на территории России, в то время как у остальных растений из выборки (туя и плосковеточник) хорошо прослеживаются сроки перехода из состояния вегетации в состояние покоя и наоборот, что удобно для испытания модели.

 

Наиболее эффективно (с точностью в 97,7%) с помощью модели удалось определить состояние плосковеточника (Platycladus orientalis), в то время как в отношении остальных видов точность составила от 92,3% до 92,9%. Это объясняется тем, что в листьях плосковеточника содержится много пигментов — хлорофилла и каротиноидов, на которые хорошо реагирует предложенная система. Из этого следует, что индексы хлорофилла и каротиноидов вносят наибольший вклад в точность диагностики.

 

«Новый подход позволит в режиме реального времени неразрушающим методом и дистанционно — при помощи дронов — идентифицировать состояние растений на больших пространствах. Поэтому он будет удобен для наблюдения за хвойными лесами, широко распространенными на территории нашей страны. В дальнейшем мы планируем развивать методы дистанционной диагностики состояний вегетации, покоя, акклиматизации и деакклиматизации», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Павел Дмитриев, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ботанического сада Южного федерального университета. 

 

Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Под Эфиопией зафиксированы странные подземные импульсы: чем грозят Под Эфиопией зафиксированы странные подземные импульсы: чем грозят Геологами из Британии проведены изыскания, указывающие на ритмичную пульсацию расплавленного гранита и иных пород под рифтовым регионом Афар, что в Эфиопии. Восходящий поток из глубин мантии, на который оказывают давление…
Древнейшие мегалитические постройки датированы с беспрецедентной точностью Древнейшие мегалитические постройки датированы с беспрецедентной точностью Новые исследования показывают, что ряды Карнака в Бретани могут быть древнейшими мегалитическими памятниками Европы, отодвигая хронологию строительства неолитических памятников на столетия назад. Таинственные каменные ряды в Карнаке, Бретань, долгое время…
Новая линия консервов из Саратова поможет восполнить дефицит белка Новая линия консервов из Саратова поможет восполнить дефицит белка В Саратове разработана инновационная линейка мясосодержащих консервов, обогащённых растительными компонентами и витаминами, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени Вавилова. Новинка ориентирована на…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над территорией России сбили 15 украинских БПЛА МО: за ночь над территорией России сбили 15 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 15 украинских беспилотников над Курской областью и Азовским морем. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи 30 июня дежурными средствами ПВО уничтожены…
В Волгограде пресекли деятельность экстремистского сообщества, куда входили подростки В Волгограде пресекли деятельность экстремистского сообщества, куда входили подростки Деятельность экстремистского сообщества, в которое входили четыре подростка, пресечена в Волгоградской области, организатор арестован. Возбуждено уголовное дело, сообщила пресс-служба следственного управления СК РФ по Волгоградской области. "Первым отделом по расследованию…
КГБ Белоруссии разоблачил группу, планировавшую атаковать стратегические объекты КГБ Белоруссии разоблачил группу, планировавшую атаковать стратегические объекты КГБ Белоруссии предотвратил взрывы на стратегических объектах страны, передает ОНТ. "Комитет госбезопасности провел многоходовую спецоперация под названием "Гарпун". В итоге удалось вытащить из-за рубежа организатора группы, которая готовила ударные дроны,…
Тема дня
Главу Еврокомиссии Урсулу фон дер Ляйен возненавидели даже союзники Главу Еврокомиссии Урсулу фон дер Ляйен возненавидели даже союзники

Над главой Еврокомиссии Урсулой фон дер Ляйен сгустились тучи: в Европарламенте собрали достаточно г...

Фото
Высеченные в скале гробницы с ложными дверями и артефактами обнаружены в Египте Высеченные в скале гробницы с ложными дверями и артефактами обнаружены в Египте

Куббет-эль-Хава, также известный как «Купол Ветра», является важным археологическим памятником, расп...

Опрос

Нужно ли разрешить западным брендам возвратиться в Россию?

 

Анекдот дня

Когда телефон был привязан к стене, люди были свободны...

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".