Фитогеоморфология - Phytogeomorphology

Фитогеоморфология это исследование того, как местность особенности влияют на рост растений.[1] Это было предметом научный труд Говардом и Митчеллом в 1985 году, которые рассматривали рост, временную и пространственную изменчивость, характерную для лесов, но признали, что их работа также применима к сельское хозяйство, и относительно новая (на то время) наука о точное земледелие. Предпосылка Говарда и Митчелла заключается в том, что формы рельефа, или особенности трехмерного топография существенно влияют на то, как и где растут растения (или деревья в их случае). С тех пор возможность отображать и классифицировать формы и особенности рельефа значительно расширилась. Появление GPS позволил отобразить практически любую переменную, которую можно было бы измерить. Таким образом, возникло очень возросшее понимание пространственной изменчивости среды, в которой растут растения. Развитие технологий как бортовые LiDAR позволил детально измерить особенности рельефа с точностью до метра, а в сочетании с RTK-GPS (точность до 1 мм) позволяет создавать очень точные карты расположения этих объектов. Сравнение этих карт рельефа с картированием переменных, связанных с культурой или ростом растений, показывает сильную корреляцию (см. Ниже примеры и ссылки для точного земледелия).

Фитогеоморфология и точное земледелие

Хотя фитогеоморфология изучает взаимосвязь между растениями и атрибутами местности в целом (см. Howard et al., (1985)), она также может применяться к точное земледелие путем изучения временной и пространственной изменчивости роста сельскохозяйственных культур на сельскохозяйственных полях. Уже есть объем работ, хотя они не используют конкретно термин «фитогеоморфология», которые рассматривают особенности ландшафта сельскохозяйственных полей как влияющие на урожайность и рост сельскохозяйственных культур, Мур и др. (1991)[2] дают предварительный обзор применения особенностей местности в точном земледелии, но одно из первых упоминаний этого явления в сельском хозяйстве - это упоминание Уиттакера в 1967 году.[3] Более поздняя работа включает шестилетнее исследование временной и пространственной стабильности урожайности за 11 лет (Kaspar et al., (2003), и ссылки в нем).[4] и подробное исследование того же самого на небольшой ферме в Португалии (и ссылки в ней).[5] Эту изменчивость можно использовать для получения более высоких урожаев и уменьшения воздействия сельского хозяйства на окружающую среду, что, в свою очередь, дает фермеру более высокую прибыль в виде более высоких общих урожаев и меньшего количества ресурсов. Новая наука об устойчивой интенсификации сельского хозяйства[6] который направлен на удовлетворение потребности в более высоких урожаях с существующих полей, может быть удовлетворен некоторыми практическими применениями фитогеоморфологии в точном земледелии.

Работа в этой области ведется уже несколько лет (см. Reuter et al., (2005),[7] Marquas de Silva et al., (2008), и особенно Moore et al., (1991)), но это медленная и иногда утомительная работа, которая обязательно требует данных за несколько лет, очень специализированных программных инструментов и длительного времени вычислений для получения полученные карты.

Фитогеоморфологически определенные зоны управления

Как правило, целью точного земледелия является разделение сельскохозяйственных угодий на отдельные зоны управления на основе урожай производительность в каждой точке поля. «Технология переменной нормы внесения» - относительно новый термин в сельскохозяйственной технике, обозначающий разбрасыватели, сеялки, опрыскиватели и т. д., которые могут регулировать скорость потока на лету. Идея состоит в том, чтобы создать «карту рецептов» для сельскохозяйственной техники с переменной нормой внесения, чтобы доставить точное количество необходимых поправок в этом месте (в пределах этой зоны поля). Литература разделена на то, как правильно определять зоны управления.

При геоморфологическом подходе к определению зон управления обнаружено, что топография помогает, по крайней мере, частично определить, сколько урожая приходит с какой части поля. Это верно для полей, где есть постоянно ограничивающие характеристики для частей поля, но не верно для полей, где потенциал роста одинаков во всем поле (Blackmore et al., (2003)[8]). Можно показать, что индексная карта урожайности (показывает области постоянного превышения урожайности и области постоянного недостаточного урожая) хорошо коррелирует с классификационной картой рельефа (личное сообщение, Aspinall (2011)[9]). Формы рельефа можно классифицировать несколькими способами, но самый простой в использовании программный инструмент - это LandMapR (Макмиллан (2003)[10]). Ранняя версия программного обеспечения LandMapR доступна через Opengeomorphometry проект размещено под Проект Google Code.

Рекомендации

  1. ^ Ховард Дж. А., Митчелл К. В., 1985. Фитогеоморфология. Wiley.
  2. ^ Мур, И. Д., Грейсон, Р. Б., Ладсон, А. Р., 1991. Цифровое моделирование местности: обзор гидрологических, геоморфологических и биологических приложений. Гидрологические процессы, Vol. 5, 3-30
  3. ^ Whittaker, R.H. 1967. Градиентный анализ растительности. Биологические обзоры, 42, 207-264
  4. ^ Каспар, Т.К., Колвин, Т.С., Джейнс, Б., Карлен, Д.Л., Джеймс, Д.Е., Мик, Д.В., 2003. Взаимосвязь между шестилетним урожаем кукурузы и характеристиками местности. Точное земледелие, 4, 87-101.
  5. ^ Маркуас да Силва, Дж.Р., и Силва, Л.Л., 2008. Оценка взаимосвязи между пространственной и временной изменчивостью урожайности кукурузы и различными топографическими атрибутами. Биосистема Инжиниринг, 101, 183-190.
  6. ^ Гарнетт, Т. и др., 2013. Устойчивая интенсификация в сельском хозяйстве: предпосылки и политика. Наука, Vol. 341, 33-34.
  7. ^ Рейтер, Х.И., Гибель, А., Вендрот, О., 2005. Может ли стратификация рельефа улучшить наше понимание изменчивости урожайности. Точное земледелие, 6, 521-537.
  8. ^ Блэкмор, С., Годвин, Р.Дж., Фунтас, С., 2003. Анализ пространственных и временных тенденций в данных карты урожайности за шесть лет. Биосистема Инжиниринг, 84(4), 455-466
  9. ^ Аспиналл, Д., 2011. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Онтарио (OMAF).
  10. ^ Макмиллан Р.А., ВанДойзен А.А., 2003. Руководство пользователя LandMapR. Самостоятельно опубликованный

внешняя ссылка