Ист Овайнат фермасында гиперспектралдык геоморфология жана өсүмдүктөрдүн ден соолугун көзөмөлдөө

Батыш Египеттин чөлдөрү кургакчыл, бирок чыгыш Сахара андан да катаал, жылына бир нече сантиметр гана жаан-чачын жаайт, ошондуктан ал "өтө кургак" деп аталган. Бирок, акыркы муз доорунда Сахара азыркы Кения жана Танзанияга окшош климаты бар тропикалык саванна болгон. Жылдык жаан-чачын алда канча көп болуп, көптөгөн дарыялар жана көлдөр болгон. Жүздөгөн миңдеген жылдар бою жааган жаан-чачын Нубиянын кумдук суу катмары системасы (NSAS) деп аталган жылып бараткан кумдардын астында эбегейсиз чоң жер астындагы суу катмарларын да жараткан.

Бул жер астындагы сууларды чөлдүн борборунда дыйканчылыкты жүргүзүү үчүн колдонсо болот, ал эми Чыгыш Овайнат долбоору ишке ашырылышы менен аймакта ири борбордук сугат долбоору түзүлдү.

Долбоорго сереп

Курулуш 1997-жылы башталган жана бул долбоор Тошка долбоору, Дарб Эль Арбейн долбоору, Эль Салам каналы долбоору жана Жаңы айылдар долбоору менен бирге Египеттин мега-долбоорлорунун бири деп эсептелет. Ал долбоорлордун көпчүлүгү ишке ашпай калса да, бул долбоор кадимкидей иштеп жатат. Учурда долбоор дээрлик 5000 чарчы километрди камтыйт. Негизги өсүмдүктөр - картошка, буудай жана ромашка сыяктуу дарылык касиетке ээ жыпар жыттуу өсүмдүктөр, ошондой эле бир нече айнек күнөсканалар бар.

Сахара чөлүндө жайгашкан бул долбоор эң жакын шаардан болжол менен 290 чакырым жана Тошка көлүнөн 210 чакырым алыстыкта ​​​​жайгашкан. Ал Тошканын батышындагы Чыгыш Овейнатта жайгашкан. Долбоордун сугат суусу толугу менен Нубиянын кумдук суу аквифер системасындагы терең жер астындагы суулардан келет. Бул аймак ошондой эле дүйнөдөгү эң тегиз аймактардын бири болуп эсептелет, бийиктикте эч кандай өзгөрүү жок жана диаметри болжол менен 350 чакырым. Чөлдүн тереңинде жайгашкандыктан, айыл чарба продукцияларын жана керектөөлөрүн ташуу долбоордун чыгышында жайгашкан аэропортко көз каранды.

Нубиянын кумдук суу катмары системасы (NSAS) дүйнөдөгү эң ири казылып алынган жер астындагы суу ресурстарынын бири болуп саналат. Түндүк Чадда, айрыкча Тибести жана Эннеди тоолуу аймактарында сезондук жаан-чачын жылына 150 ммге чейин жетет. Бул жаан-чачын мезгил-мезгили менен жааган суу ташкындарынын өрөөндөрүндө чачыранды жана концентрацияланган кайра толтурууга алып келиши мүмкүн. Акыркы изилдөөлөр көрсөткөндөй, заманбап кайра толтуруу Түндүк Чадда жүрөт, бирок мейкиндик жана убакыт жагынан өтө чектелүү деңгээлде. Бул кайра жаралуучу ресурсту катуу сандык баалоо аркылуу гана туруктуу башкарууга жетишүүгө болот дегенди билдирет.

△ 1-сүрөт. 2018-жылы Эл аралык космос станциясы тарабынан тартылган Чыгыш Овейнат аймагынын панорамалык көрүнүшү.

△ 2-сүрөт. БАЭдеги EastOweinat Farm долбоорунун Landsat спутнигинин сүрөтү (2017)

3-сүрөт. БАЭдеги EastOweinat Farm долбоорунун Landsat спутниги тарабынан тартылган чоо-жайы (2017).

1 жана 2-сүрөттөрдө ИстОвайнат фермасынын жайгашкан жери жана көлөмү көрсөтүлгөн. Борбордук сугат участоктору чөлдүн тереңинде чачырап жайгашкан жана спутниктен тартылган сүрөттөрдө оңой эле аныкталат.

3-сүрөттө ар бир сугат блогунун диаметри болжол менен 850 метр жана аянты болжол менен 850 му (болжол менен 50 гектар) экени көрсөтүлгөн. 3-сүрөттө ошондой эле борбордук сугат чарбасынын чоо-жайы көрсөтүлгөн, анда айрым участоктор картошка жана буудай (же башка өсүмдүктөр) менен аралаш эгилет. Айрым ачык күрөң участоктор кийинки отургузуу мезгилине даярдануу үчүн саманды тазалоо үчүн көзөмөлдөнгөн өрттөөгө дуушар болушу мүмкүн, бул кийинки жер катмарынын классификациясында жана өсүмдүктөрдүн ден соолугунун бөлүштүрүү карталарында да чагылдырылган.

△ 4-сүрөт. WSCM технологиясын колдонуу менен түзүлгөн топурактын/жер астындагы суулардын көтөрүү жөндөмдүүлүгүнүн картасы

Жер астындагы суулардын ресурстарын баалоо

2007–2008-жылдары чогултулган гидрогеологиялык жана топурактын көтөрүмдүүлүгү боюнча маалыматтар, анын ичинде жер астындагы суулардын тереңдиги, эриген катуу заттардын жалпы саны, кудуктун коопсуздугунун өндүрүшү, натрийдин адсорбциялык катышы, топурактын туздуулугу, топурактын тереңдиги, топурактагы алмаштырылуучу натрийдин пайызы жана катион алмашуу жөндөмдүүлүгү колдонулуп, көп катмарлуу географиялык маалымат системасына (ГИС) интеграцияланган. Андан кийин топурактын/жер астындагы суулардын көтөрүмдүүлүгүнүн зоналарын аныктоо үчүн ушул катмарларды колдонуу менен салмакталган мейкиндик көтөрүмдүүлүгүн моделдөө (WSCM) ыкмалары колдонулган.

Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, долбоордун аймагында топурактын/жер астындагы суулардын жогорку жана орточо сыйымдуулугу бар зоналар жалпы аянттын 89,18% түзөт, ал эми аз сыйымдуулугу бар зоналар болгону 10,81% түзөт. Борборлоштурулган сугарылган айыл чарба жерлери негизинен бул изилдөө аймагынын жогорку жана орто сыйымдуулугу бар зоналарында жайгашкан, бул сугат дыйканчылыгы бул маанилүү өнүгүү аймагында андан ары кеңейтүүгө ылайыктуу экенин көрсөтүп турат. Бирок, Нубиянын кумдук суу катмарынын системасынын (NSAS) суу менен камсыздоосу өтө чектелүү болгондуктан, ал дагы эле кайра жаралбай турган ресурс деп эсептелиши керек, Чыгыш Овейнат аймагы ири масштабдуу борборлоштурулган сугарылган айыл чарба системасын колдой алабы же жокпу, белгисиз бойдон калууда. Бул айыл чарба системасынын сууга болгон муктаждыгын жана туруктуулугун андан ары баалоо буулануу сыяктуу метеорологиялык параметрлерди LAI жана NDVI сыяктуу өсүмдүктөрдүн индекстери менен айкалыштырып, биомассаны инверсиялоо аркылуу жүргүзүлүшү мүмкүн.

△ 5-сүрөт. Гиперспектралдык аралыктан зонддоого негизделген ИстОвайнат фермасынын жер тилкесинин түрү боюнча бөлүштүрүү картасы (2024)

△ 6-сүрөт. Гиперспектралдык аралыктан зонддоого негизделген ИстОвайнат фермасынын участогундагы өсүмдүктөрдүн ден соолугунун бөлүштүрүү картасы (2024)

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD - жер участогунун түрүн жана ден соолугун көзөмөлдөө

Биз Чыгыш Овейнат фермасынын бир бөлүгүндө жер катмарын классификациялоо жана өсүмдүктөрдүн ден соолугун баалоо үчүн 2024-жылдын 24-мартында XIGUANG-002 спутниги тарабынан алынган гиперспектралдык сүрөттөрдү колдондук.

5-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, сүрөткө тартуу учурунда үч негизги типтеги жер тилкелери аныкталган: учурда иштетилип жаткан өсүмдүктөрдүн жогорку катмары бар жерлер, кара топурак менен капталган жерлер жана жеңил топурак/кум менен капталган жерлер. Бул бөлүштүрүү картасы негизинен аймакта өстүрүлгөн негизги өсүмдүктөрдүн түрлөрүн жана ар кандай аймактардагы айдоолордун абалын көрсөтөт. Ошондой эле, борбордук жана түндүк аймактардагы айрым жерлер кум менен капталгандай сезилип, чөлдөргө окшош спектрдик мүнөздөмөлөрдү көрсөтөрүн белгиледик; бул убактылуу кайра иштетилбеген жерби же туруктуу ташталган жерби, азырынча белгисиз.

6-сүрөттө бул аймактагы өсүмдүктөрдүн ден соолугунун бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн. Бир нече өсүмдүктөр индекстеринен турган бул индекс хлорофиллге, чатырдын түзүлүшүнө жана нымдуулуктун абалына негизделген өсүмдүктөрдүн ден соолугун ар тараптуу чагылдырат. Айрым кара түстөгү участоктордо тиешелүү ден соолук индекстери жок экенин эске алыңыз, бул участоктор толугу менен же жарым-жартылай кара топурак менен капталганын көрсөтүп турат. Ошол эле учурда, кадимки өндүрүштөгү участоктордун көпчүлүгүнүн ден соолугу жогору, бул борбордук сугат долбоору учурда жакшы иштеп жатканын жана түшүмдүүлүк боюнча жакшы күтүүлөр бар экенин көрсөтүп турат.

△ 7-сүрөт. Гиперспектралдык аралыктан зонддоонун негизинде ИстОвайнат фермасындагы типтүү график түрлөрүнүн спектрдик ийри сызыктарын салыштыруу (2024)

Жогорудагы сүрөттөгү спектрдик ийри сызыктар ар кандай жер каптоо түрлөрүнүн ортосундагы спектрдик айырмачылыктарды көрсөтөт, алар негизинен кара топурак менен өсүмдүк каптоосу бар аймактарды айырмалоо үчүн колдонулат. Өсүмдүктөрү бар аймактар ​​700-760 нм диапазонунда кызыл четтин олуттуу таасирин көрсөтөрүн көрүүгө болот. Кызыл четтин жайгашкан жерине жана жантайышына негизделип, өсүмдүктөрдүн каптоосун жана ден соолугун аныктоо үчүн кызыл четтин өсүмдүктөрүнүн индексин эсептеп чыгууга болот, бул деталдуу классификациялоого мүмкүндүк берет.