Ўсимликнинг соломлиги индекси ва ер юзаси харорати индекслари орали урочиликни баолаш (Устюрт мисолида)

Kirish Ер қопламидаги ўзгаришлар, хусусан ернинг ва ундаги ландшафтнинг дегродациясини ўрганиш долзарб муаммолардан бири ҳисобланади. Унинг асосий сабабларини ўрганишдаги физик ва биохилма хиллигини замоновий технологиялар орқали тахлил қилиш ҳозирги кун талабларидан биридир.

Иқлимнинг кескин ўзгариши Марказий Осиё, айниқса унинг қурғоқчил ерларидаги ўсимликларига таъсири катта бўлди. Яқин яқингача иқлим ўзгарувчанлигига ўсимликларнинг барқарорлигини баҳолашдаги уринишлар кўп ҳам ўзини оқламади. Бу ўз навбатида ўсимликларнинг қурғоқчиликка бўлган чидамлилик ва чидамсизлигини яққол намоён қиладиган омилларни ўрганишга бўлган талабини оширди. Ўсимлик қопламининг паст кўрсаткчи ва кам ёғин йиллик кузатилганига қарамай ер юзасидаги қуруқ ерларнинг 40% дан ортиғи бўлган улушиларида атмосферадаги тенденциялар ва ўзгарувчанликка таъсири ҳам муҳим рол ўйнайди. [1, 4, 8]. Қурғоқчилик ва иқлим ўзгаришининг

ўсимликлар динамикасига таъсирини тушунишдаги кўникма вегетатцияни бошқариш ва унинг стратегиясини шакллантириш ҳамда келажак учун башорат

қилишда катта аҳамиятга эга. Ўсимлик қопламининг кенг кўлламли ўзгаришлари

(деградацияси ва тикланиши) табиий эволютция ва инсон фаолиятининг экологик муҳитга таъсирини миқдорий баҳолаш учун муҳим кўрсаткич ҳисобланади [8, 3]. Шу сабабли, вегетатция динамикасини кузатиш ва иқлим ўзгаришининг ўсимликлар ўсишига таъсирини аниқлаш глобал ўзгаришлар бўйича тадқиқотларнинг долзарб мавзусига айланди ва бу ўсимлик экотизимларининг хатти-ҳаракатлар механизмларини тушуниш учун катта аҳамиятга эга эканлиги кўрсатди. Бундан ташқари, глобал иқлим ўзгариши экстремал об-ҳаво ва иқлим ҳодисаларининг тез-тез содир бўлишига олиб келди [5], айниқса қурғоқчилик ҳодисаларининг интенсивлиги ва частотасини оширди [7, 9]. Кейинчалик қурғоқчилик, иқлим факторлари ва ўсимлик индеклари ўртасидаги боғлиқлик топилиб, бу боғлиқликлар ҳар бир пиксел ўлчамида баҳоланди [10].

Олинган маълумотлар ва методология. Дастлаб, ўрганилаётган худуднинг (1 расм) жойлашуви харитаси яратилиб, жойнинг ландшафти ва ер қоплами ҳакида маълумот тўплаш учун MODIS ва Landsat сунъий йўлдош тасвирлари 2010-2019 йиллар учун юклаб олинди. Бундан ташқари интернет сайтидан LST маълумотлари васайтидан хаво харорати ва ёғин миқдори маълумотлари олинди. Формулалар ёрдамида NDVI (1) ва LST (2) ўсимлик қопламининг ва унга таъсири юқори ҳисобланадиган йиллик ўртача хаво харорати ва умуий ёғин миқдорлари параметрлари ҳисоблаб чиқилди.

1 Расм. Тажриба ўтказилган ҳудуд

NDVI – бу ёруғликни маълум частоталарида ўсимликни саломатлиги тўғрисида малумот берувчи индекс ҳисобланади. NDVI қийматлари -1,0 дан 1,0

гача ўзгариб, асосан яшил ўсимликларни ифодалайди, бу ерда салбий қийматлар асосан булутлар, сув ва қордан ҳосил бўлса, нолга яқин қийматлар эса асосан тошлар ва ўсимлик қоплами мавжуд бўлмаган тупроқлардан ҳосил бўлади. Ўртача

қийматлар (0,2 дан 0,3 гача) буталар ва ўтлоқларни, юқори қийматлар эса (0,6 дан 0,8 гача) яхши ривожланган ўсимликларни кўрсатади.

Қуйидаги формула NDVI ни асосий формуласи ҳисобланади:

NDVI = (NIR – Red) / (NIR + Red)

Бу ерда, NIR – яқин инфра қизил нурлар канали ва Red – қизил нурлар канали.

Ушбу индексни қўллашда хлорофилдаги ўзгаришлар (саломатлик кўрсаткичи) ҳисобга олинади, чунки хлорофилл кўринадиган ёруғликни (Қизил ва Мовий) нурларни ютади ва баргларнинг ҳужайра тузилиши инфрақизил нурни (NIR) кучли акс қайтарали. Ўсимлик сувсизланса, касал бўлса, ёки вегетация даври тугаса ўсимлик уни акс эттиришдан кўра кўпроқ NIR нурини ўзлаштиради. Шундай қилиб, қизил ёки кўк ёруғлик билан солиштирганда NIR ни қандай ўзгаришини кузатиш ўсимлик саломатлиги билан боғлиқ бўлган хлорофилл мавжудлигини тушуниш имконини беради.

2 Расм. Соғлом ва касал ўсимликларда НИР ва Қизилнинг сўрилиши ва акс этиши.

Бундан ташқари LST – яъни ер юзаси харорати сунъий йўлдошнинг ТИР сенсорлари орқали олиниб унда атмосферанинг юқори нурланиши (ТОА)

ўлчанади. Улардаги ёрқинлик ҳарорати (қора тана ҳарорати деб ҳам аталади) Планк қонуни [2] ёрдамида олиниши мумкин.

Ундан сўнг спектрал нурланишни йўлдош ёрқинлиги ҳароратига (яъни, қора тана ҳарорати, ТБ) бир хил ютувчанлик фарази остида айлантиради [6] Қуйида Конвертатсия формуласи:

7в — —7----г lnf^+ 1)         (2)

Бу ерда, Т В – сунъий йўлдошнинг эффектив харорати, К, L λ лар спектрал нурланиш W/(m2 ster Am), ва К₂ ва К₁ ишга тушуришдан олдинги колибрация константлари.

Натижа

Ўсимлик индексининг тахлилларидан кўриниб турибдики иқлим шароитида хавонинг кўтарилиши ва қурғоқчиликнинг бир қатор омиллари натижасида ер қоплами ва ундаги ўсимлик дунёсининг йиллар давомида салбий томонга ўзгаришига олиб келмоқда (3 Расм)

• 3    Расм. Ўсимлик индексининг ҳар беш йилдаги кўрсаткичи

Юқоридаги ўсимлик индекси харитаси ҳар беш йиллик учун тузилган бўлиб, унда ўсимлик қопламини қурғоқчилик оқибатида дегродацияга учрашини кўриш мумкин.

Бундан ташқари олинган натижалар шуни кўрсатадики, хаво хароратининг кескин исиши ва ёғин миқдорини камайиши ер юзаси хароратининг ортишига ҳамда қурғоқчиликни кузатилишга олиб келади.

• 4    расмда келтирилган графикда хаво хароратининг кўтарилиши натижасида ўсимлик индексининг пасайиши 2003 йилларда кузатилгани ва аксинча хаво хароратиниг ўртачи йиллик кўрсаткичи 22-23 С⁰ аторофида бўлганда NDVI нинг нормаллашиши кузатилди.

  

4 Расм. NDVI ва хаво харорати кўрсаткичи

Аксинча вазият кузатилганда, яъни NDVI индекси юқори кўрсаткичи ер юзаси харорати пастлиги билан боғлиқлигини 5 расмда кўриш мумкин. Бунда албатта хаво хароратини 2003 йилда пастлиги ва ёғин миқдори (6 расм) ни кўплиги график тахлилларда ўз исботини топди.

5 Расм. NDVI ва LST миқдори кўрсаткичи

^■ЙилликМОУ! —^^ Йиллик РСР

6 Расм. NDVI ва ёғин миқдори кўрсаткичи

Хулоса.қилиб айтганда, қурғоқчиликнинг кузатилиши иқлим кўрсаткичларига бевосита боғлиқ эканлиги хамда ўсимлик қопламини дегродацияга учрашини кузтиш мумкин. Айниқса мақолада тахлилларни масофадан зондлаш усули орқали ёритилганлиги ва ер қоплами ва ландшафтни ўрганишдаги инноватцион ёндашувлар ўз самарадорлигини намаён қилди. Кўпгина холларда ўсимлик қопламини дегродацияга учраши бир вақтнинг ўзида ҳам иқлим параметрларининг кескин ўзгариши ҳам атропоген таъсир натижасида кузатилди.

Фойдаланилган адабиётлар рўйхати:

• 1.    Ahlstrom, A., Raupach, M.R., Schurgers, G., Smith, B., Arneth, A., Jung, M., et al., 2015. The dominant role of semi-arid ecosystems in the trend and variability of the land CO2 sink. Science 348, 895–899.

• 2.    Dash, P., Gottsche, F. -M., Olesen, F. -S., & Fischer, H. (2002). Land surface temperature and emissivity estimation from passive sensor data: Theory and practice-current trends. International Journal of Remote Sensing, 23(13), 2563– 2594.

• 3.    Huang, S.; Zheng, X.; Ma, L.; Wang, H.; Huang, Q.; Leng, G.; Meng, E.; Guo, Y. Quantitative contribution of climate change and human activities to vegetation cover variations based on GA-SVM model. J. Hydrol. 2020, 584, 124687.

• 4.    Humphrey, V., Zscheischler, J., Ciais, P., Gudmundsson, L., Sitch, S., Seneviratne, S.I., 2018. Sensitivity of atmospheric CO 2 growth rate to observed changes in terrestrial water storage. Nature 560, 628–631.

• 5.    Jiang, L.; Guli, J.; Bao, A.; Guo, H.; Ndayisaba, F. Vegetation dynamics and responses to climate change and human activities in Central Asia. Sci. Total Environ. 2017, 599–600, 967–980.

• 6.    Landsat Project Science Office (2002). Landsat 7 Science Data User’s Handbook. URL: http://ltpwww.gsfc.nasa.gov/IAS/handbook/handbook_toc.html , Goddard Space Flight Center, NASA, Washington, DC (last date accessed: 10 September 2003)

• 7.    Piao, S.; Zhang, X.; Chen, A.; Liu, Q.; Lian, X.; Wang, X.; Peng, S.; Wu, X. The impacts of climate extremes on the terrestrial carbon cycle: A review. Sci. China Earth Sci. 2019, 62, 1551–1563.

• 8.    Poulter, B., Frank, D., Ciais, P., Myneni, R.B., Andela, N., Bi, J., et al., 2014. Contribution of semi-arid ecosystems to interannual variability of the global carbon cycle. Nature 509, 600–603.

• 9.    Wang, Z.; Zhong, R.; Lai, C.; Zeng, Z.; Lian, Y.; Bai, X. Climate change enhances the severity and variability of drought in the

• 10. Zhang, L.; Ameca, E.I.; Cowlishaw, G.; Pettorelli, N.; Foden, W.; Mace, G.M. Global assessment of primate vulnerability to extreme climatic events. Nat. Clim. Chang. 2019, 9, 554–561

• 11.    Жўраева Н. LES PARTICULARITÉS DE L’ENSEIGNEMENT DES LANGUES ÉTRANGÈRES //ЦЕНТР НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ (buxdu. uz). – 2021. – Т. 8. – №. 8.

"Экономика и социум" №4(95) 2022