Воскресенье 01 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
Science: стало ясно, почему в самый теплый период в истории Земли не было пожаров Science: стало ясно, почему в самый теплый период в истории Земли не было пожаров 55 миллионов лет назад на Земле был установлен так называемый палеоцен-эоценовый термический максимум. В этот период средние температуры держались на отметках на 11°C выше современных показателей. Учёные выдвигали разные версии…
Nature Aging: найдена комбинация из двух препаратов, продлевающая жизнь на 30% Nature Aging: найдена комбинация из двух препаратов, продлевающая жизнь на 30% Учеными из Института биологии старения Макса Планка и Университетского колледжа проведено исследование, показавшее, что комбинация двух противоопухолевых препаратов заметно продлила жизнь мышам и улучшила их здоровье в старости. Специалисты озвучили…
AJBA: череп возрастом 300 000 лет не соответствует ни одному виду человека AJBA: череп возрастом 300 000 лет не соответствует ни одному виду человека История эволюции человека гораздо более запутанная и не такая простая, как думает большинство людей, и ее главными героями являются целая череда неудачников, которые противоречат всему, что мы думаем, что знаем…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Хинштейн: число пострадавших из-за атаки БПЛА в Курской области возросло до 14 Хинштейн: число пострадавших из-за атаки БПЛА в Курской области возросло до 14 Количество пострадавших в результате атаки украинских беспилотников на Льговский и Рыльский районы Курской области выросло до 14. В Льговском районе пострадали еще двое детей, сообщил врио губернатора региона Александр Хинштейн.…
Гладков: в мае в Белгородской области из-за атак ВСУ пострадали почти 100 мирных жителей Гладков: в мае в Белгородской области из-за атак ВСУ пострадали почти 100 мирных жителей Ранения из-за атак Вооруженных сил Украины с начала мая получили 92 мирных жителя Белгородской области. За прошедшие сутки ранены четыре человека, сообщил в Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "Обстановка в…
В июне военный суд начнет заочный процесс над вторгшейся в Курскую область датчанкой В июне военный суд начнет заочный процесс над вторгшейся в Курскую область датчанкой 2-й Западный окружной военный суд 9 июня приступит к рассмотрению уголовного дела в отношении вторгшейся в Курскую область в составе военнослужащих ВСУ гражданки Дании Аннабель Йоргенсен, обвиняемой в наемничестве, терроризме…
Тема дня
Визит вдовы Абэ к Путину подарил надежду в нормализацию отношений России и Японии Визит вдовы Абэ к Путину подарил надежду в нормализацию отношений России и Японии

Российско-японский диалог пополнился неожиданным событием: Владимир Путин в Москве встретился с вдов...

Фото
EPSL: Учёные рассказали о древней истории Антарктиды, скрытой подо льдами EPSL: Учёные рассказали о древней истории Антарктиды, скрытой подо льдами

Исследователи из Университета Висконсин-Ошкош и Университета Колорадо выдвинули новую концепцию пони...

Опрос

Какова, по вашему мнению, вероятность заключения мирного соглашения по украинскому кризису в 2025 году?

Высокая - 51.1%
Средняя - 7.5%
Низкая - 31.2%

Всего голосов:: 1348

 

Анекдот дня

И помни, Вселенная все видит. Живи так, чтобы было интересно смотреть.

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)".