Χρήση τηλεπισκοπικών τεχνικών και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών για την διατηρήσιμη ανάπτυξη αγροτικών καλλιεργειών
Από RemoteSensing Wiki
Χρήση τηλεπισκοπικών τεχνικών και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών για την διατηρήσιμη διαχείριση και ανάπτυξη αγροτικών καλλιεργειών
Use of Remote Sensing and GIS Technology in Sustainable Agricultural Management and Development
Συγγραφείς:S.K.Bhan, S.K. Saha, L.M. Pande, J. Prasad
Πηγή: Indian Institute of Remote Sensing, NRSA
Στόχος Εφαρμογής
Η διατηρήσιμη ανάπτυξη των γεωργικών περιοχών κατέχει την πρώτη θέση σε σημαντικότητα για όλες τις χώρες, ανεξαρτήτως αν πρόκειται για μια αναπτυγμένη ή αναπτυσσόμενη χώρα. Η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) λαμβάνουν προοδευτικά αυξανόμενη αξία για την διατηρήσιμη διαχείριση και ανάπτυξη της γεωργίας. Σε αυτό το κείμενο αναλύεται η ολοκληρωμένη χρήση της τεχνολογίας της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ για διάφορες περιοχές παρακολούθησης της διατηρήσιμης διαχείρισης και της ανάπτυξης στην Ινδία.
Εφαρμογές
Η τηλεπισκόπηση και τα ΓΣΠ είναι δύο τεχνικές οι οποίες λόγω των πολύτιμων πληροφοριών τις οποίες μπορούν να προσφέρουν, εφαρμόζονται ευρέως για τον έλεγχο της διατηρήσιμης διαχείρισης και ανάπτυξης της γεωργίας. Ακολουθούν ενδεικτικές περιπτώσεις οι οποίες παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον στην ευρύτερη περιοχή των Ινδιών.
- Σύστημα ανάλυσης καλλιεργειών
Οι πληροφορίες σχετικά με την ύπαρξη καλλιεργειών και συγκεκριμένα ως προς την έκταση την οποία καταλαμβάνουν, την απόδοσή τους και τις ετήσιες πρακτικές καλλιέργειας που εφαρμόζονται, παρουσιάζουν ιδιαίτερη σημασία για τον εντοπισμό καλλιεργήσιμων εκτάσεων με χαμηλές ή μέτριες αποδόσεις. Για τις καλλιέργειες αυτές η διατηρήσιμη αύξηση της παραγωγικότητας δύναται να επιτευχθεί με υιοθέτηση κατάλληλων αγρονομικών μεθόδων διαχείρισης (π.χ. εισαγωγή νέων τύπων καλλιεργειών). Τα ΓΣΠ κατέχουν πρωτεύοντα ρόλο στα συστήματα ανάλυσης καλλιεργειών, ολοκληρώνοντας χωρικά μια ομάδα δεδομένων με ταυτόχρονη χρονική διάκριση ως προς τις εποχές. Τέτοιου τύπου αναλύσεις κατά κανόνα καλύπτονται με χρήση διαχρονικών δεδομένων ψηφιακών δορυφόρων IRS-1B, LISSII (εικόνα 1).
- Αγρο-οικολογικές ζώνες με βάση το σχέδιο χρήσεων γης
Ο ορισμός αγρο-οικολογικών ζωνών είναι μια σημαντική βάση για τον σχεδιασμό των διατηρήσιμων γεωργικών χρήσεων γης μιας περιοχής. Οι αγρο-οικολογικές ζώνες περιλαμβάνουν την περιγραφή των περιοχών ή των ζωνών που γενικά παρουσιάζουν ομοιογένεια ως προς το κλίμα, τα εδαφολογικά και τοπογραφικά χαρακτηριστικά και είναι επίσης σχετικά συμβατά ως προς τις δυνατότητες παραγωγικότητας. Η τεχνολογία των ΓΣΠ είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την αυτοματοποιημένη λογική ολοκλήρωση πληροφοριών σχετικών με το βιο-κλίμα, την τοπογραφία και τα εδάφη μιας περιοχής, πληροφοριών δηλαδή οι οποίες είναι απαραίτητες για την διεξαγωγή της μελέτης καθορισμού των αγρο-οικολογικών ζωνών. Σε αυτές τις αναλύσεις χρησιμοποιούνται χάρτες χρήσης γης και αρδευτικού συστήματος (δεδομένα από δορυφόρο IRS-1B: LISS I &II) καθώς και δεδομένα για τα δευτερεύοντα χαρακτηριστικά (δεδομένα δορυφόρου DEM). Στα πλαίσια της παρούσης μελέτης περιπτώσεων ορίστηκαν έντεκα αγρο-οικολογικές ζώνες για την περιοχή Doon Valley (Dehradun, Uttar Pradesh) κατόπιν ολοκλήρωσης του αγρο-κλίματος και των αγρο-εδαφικών επιπέδων των ζωνών κατά τις αρχές των ΓΣΠ (εικόνα 2).
- Καταγραφή της διάβρωσης του εδάφους
Τα πληροφοριακά δεδομένα για την διάβρωση του εδάφους όπως για παράδειγμα η ποσοτικοποίηση της απώλειας εδάφους λόγω διάβρωσης και η διατήρηση του εδάφους συνδυασμένη με το αρδευτικό και υπο-αρδευτικό δίκτυο είναι στοιχεία τα οποία αποτελούν σημαντικά δεδομένα εισόδου για τη διατηρήσιμη διαχείριση των αγροτικών περιοχών. Οι τεχνικές της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ εφαρμόζονται με ικανοποιητική αποτελεσματικότητα στην Ινδία για την αξιολόγηση της κατάστασης των εδαφών ως προς την υφιστάμενη διάβρωση μέσω ολοκλήρωσης της φυσιογραφίας, των εδαφών, της χρήσης γης/κάλυψης γης, μέσω χρήσης χαρτών των κεκλιμένων επιπέδων της περιοχής και δευτερευόντων δεδομένων των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των εδαφών. Κατά τη μελέτη μιας τέτοιας περίπτωσης στη Νότια Ινδία (αρδευτικό δίκτυο στο Song, Dehradun, Uttar Pradesh) ο δορυφόρος IRS-1B, LISS-II κατέγραψε και ανέλυσε το έδαφος και την χρήση γης/κάλυψη γης η οποία είχε προχωρήσει σε εξαντλητικά επίπεδα ενώ μέσω του ψηφιακού μοντέλου αναγλύφου (DEM) παρήχθησαν τα χαρακτηριστικά μήκους των κεκλιμένων επιφανειών και άλλα δευτερεύοντα εδαφολογικά στοιχεία τα οποία εν συνεχεία αξιοποιήθηκαν ως βάση για την εκτίμηση της απώλειας λόγω διάβρωσης γης σύμφωνα με την εξίσωση USLE (Universal Soil Loss Equation) σε περιβάλλον ΓΣΠ (εικόνα 3).
- Δυναμική συστήματος εδάφους-άνθρακα και εκτίμηση της παραγωγικότητας της γης
Μελετώντας την δυναμική του άνθρακα στα αγρο-οικοσυστήματα είναι δυνατόν να ποσοτικοποιηθεί η αφομοίωση/δέσμευση του άνθρακα στο σύστημα εδάφους-καλλιέργειας. Δεδομένα του τύπου αυτού είναι απαραίτητα για την αξιολόγηση της εξασθένησης του οργανικού χαρακτήρα του εδάφους, για τον προσδιορισμό περιοχών μεγάλης διάρκειας γονιμότητας και για τον σχεδιασμό διατηρήσιμης παραγωγικότητας των αγρο-οικοσυστημάτων. Η εφαρμογή μεθοδολογιών ολοκλήρωσης της τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών είναι ευρεία για την μελέτη της δυναμικής του άνθρακα όπως για παράδειγμα η ετήσια μεικτή πρωτογενής παραγωγικότητα της καλλιέργειας (Net Primary Productivity, NPP), η αποσύνθεση της οργανικής ύλης η οποία περιέχεται στο έδαφος και η ετήσια ισορροπία εδάφους-άνθρακα (εικόνα 4) με χρήση μοντέλων όπως το Osnabruck - Biosphere (με παραμέτρους εισόδου τις δυναμικές του κλίματος (βροχοπτώσεις, θερμοκρασία) και την περιεκτικότητα διοξειδίου του άνθρακα στον ατμοσφαιρικό αέρα) και το Century model (με παραμέτρους τα χαρακτηριστικά του κλίματος, την περιεκτικότατα άνθρακα στο έδαφος και τον μέγιστο ρυθμό αποσύνθεσης). Η ποσοτική εκτίμηση της παραγωγικότητας της γης είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία της ολοκληρωμένης διαχείρισης αγροτικών προϊόντων μέσω διατηρήσιμης ανάπτυξης των καλλιεργήσιμων εκτάσεων. Δεδομένα παραγωγικότητας παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το φυσικό επίπεδο γονιμότητας των εδαφών, γεγονός απαραίτητο για την σωστή παροχή βοηθητικών και ενισχυτικών υλών όπως τα λιπάσματα.
- Ολοκληρωμένη μείωση της ξηρασίας στις καλλιεργήσιμες περιοχές
Μια ολοκληρωμένη μέθοδος για τον περιορισμό της ξηρασίας των καλλιεργήσιμων περιοχών, αποτελεί το διεθνές σύστημα ρύθμισης και αξιολόγησης NADAMS (National Agricultural Drought Assessment and Monitoring system), το οποίο εφαρμόζεται ευρέως στην Ινδία και αποτελεί μια εκ των στρατηγικών για διατηρήσιμη γεωργική ανάπτυξη. Το σύστημα NADAMS ολοκληρώνει τον φασματικό δείκτη χλωρίδας (vegetation index VI) ο οποίος προέρχεται από δεδομένα διαφορετικών χρόνων του δορυφόρου ΝΟΑΑ, με δεδομένα χρήσης γης/κάλυψης γης (εικόνα 5). Επιπλέον, ολοκληρώνονται τα σε μετεωρολογικούς σταθμούς καταγεγραμμένα ύψη βροχοπτώσεων και οι ανωμαλίες ξηρασίας με συμπληρωματικές πληροφορίες για την καλλιέργεια, παρεχόμενες από τα ΓΣΠ. Σκοπός των ανωτέρω ολοκληρώσεων είναι η παροχή μιας ρεαλιστικής εκτίμησης των φαινομένων ξηρασίας στις γεωργικές περιοχές. Η διατηρήσιμη ανάπτυξη της γεωργίας προϋποθέτει μια ολιστική προσέγγιση, μεγιστοποιώντας την απόδοση των καλλιεργειών αφού ληφθούν υπόψιν όλοι οι ενδεχόμενοι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι.
Συμπεράσματα
Διάφορες μελέτες που διεξήχθησαν σε περιοχές διατηρήσιμης διαχείρισης και ανάπτυξης των καλλιεργήσιμων εκτάσεων στην Ινδία με χρήση ολοκληρωμένων δεδομένων τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ κατέδειξαν εμφανέστατα ότι οι δύο αυτές τεχνολογίες αποτελούν ένα ιδιαίτερα χρήσιμο εργαλείο για την πρόταση σχεδίων δράσης και στρατηγικών διαχείρισης της διατηρήσιμης γεωργίας οποιασδήποτε περιοχής.
