الرقم القياسي الموحد لتباين الغطاء النباتي: فهم كيف يزيد هذا المؤشر من كفاءة وإنتاجية العمليات الزراعية

وبفضل قدرتها الواسعة النطاق على قياس صحة النبات ونشاطه، تتيح هذه التقنية التخطيط لمحاصيل مخططة وأكثر ربحية 

يُعتبر مؤشر الاختلاف المعياري للغطاء النباتي (NDVI) المشتق من بيانات الاستشعار عن بُعد (الأقمار الصناعية)، وهو أكثر أنواع مؤشرات الغطاء النباتي شيوعًا. مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي) هو المؤشر الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لرصد الأسطح المغطاة بالنباتات، وخاصة المناطق الزراعية.

وهو مورد قوي لتقييم صحة النبات، حيث يتيح للمزارعين والمديرين البيئيين متابعة تطور دورة المحصول الكلية - مما يساعد بشكل فعال على تحديد المشاكل في الوقت المناسب، وبالتالي اتخاذ قرارات إدارية حازمة.

وهي تقنية ممتازة لدعم الزراعة الدقيقة، ويأخذ مؤشر الاختلاف في درجة انبعاثات الغطاء النباتي غير المغناطيسي في الاعتبار الطريقة التي تعكس بها النباتات الضوء (عادةً ضوء الشمس) بترددات محددة لقياس حيويتها. وبعبارة أخرى، باستخدام أجهزة استشعار تلتقط نطاقين من الطيف الكهرومغناطيسي (NIR و RED)، يتم قياس درجة الانعكاسية وتوليد قيمة المؤشر.

يتم تمثيل هذه العملية الحسابية بالمعادلة NDVI = (NIR-RED) / (NIR+RED)، حيث يمثل NIR كمية الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء التي يعكسها التركيب الخلوي للنبات، و RED هو كمية الضوء الأحمر المرئي المنعكس من السطح. 

تفسير صيغة الرقم القياسي الموحد لتباين الغطاء النباتي 

وفقاً ل المؤسسة البرازيلية للبحوث الزراعية (إمبرابا), تُشتق هذه المعادلة القيم التي يتم تفسيرها بشكل روتيني باستخدام مقياس المؤشر الموحد للغطاء النباتي على مستوى المظلة - من الغطاء الورقي والفرعي للنباتات في أعلى المحصول. وهي تتراوح بين -1 و1، أي 

• -1 إلى 0 (قيم سالبة): الأسطح الخالية من الغطاء النباتي أو ذات النشاط الضوئي المنخفض جداً، والتي تتكون من نباتات ميتة أو أهداف غير نباتية مثل الأحجار أو المياه أو الثلوج أو التربة المكشوفة أو المناطق الرملية أو المبنية;
• 0 إلى 0.33 (قيم منخفضة): الأسطح ذات النشاط الضوئي المنعدم أو القليل، أو ذات الغطاء النباتي المتناثر جدًا أو المعرضة للإجهاد، مثل الحقول الجافة;
• 0.33 إلى 0.66 (قيم معتدلة): الأسطح ذات النباتات السليمة أو النامية بشكل معتدل، مثل المراعي والأسطح الخضراء التي تدخل مرحلة السكون;
• 0.66 إلى 1 (قيم عالية): الأسطح ذات الغطاء النباتي الكثيف والسليم للغاية، مثل المزارع القوية والغابات الناضجة والمستنقعات. 

وعلى أساس هذه النطاقات من القيم، التي تمثلها بشكل عام الألوان “الأحمر والأخضر”، يتم عرض مؤشرات المؤشر القياسي الموحد لتباين الغطاء النباتي غير المائي على الخرائط:

• -1 a 0: الأحمر;
• 0 a 0,33: برتقالي إلى أصفر;
• 0,33 a 0,66: أشكال مختلفة من اللون الأخضر;
• 0,66 a 1: أخضر نابض بالحياة. 

ومع ذلك، من المهم التأكيد على أن هذه الأرقام هي مفاهيم عامة يمكن أن تختلف، لأنها لا تأخذ في الاعتبار تقلبات المؤشر القياسي الموحد للغطاء النباتي على مستوى المظلة خلال مراحل النمو. وهذا يجعل من الضروري النظر في نوع المحصول والتربة والظروف الجوية والمناخية والموسم، من بين خصائص أخرى، من أجل فهم النتائج بشكل أفضل.

وكيف يشير الضوء إلى صحة النبات؟

لقد رأينا أن مؤشر الاختلاف في الغطاء النباتي غير المنتظم يقاس بالتباين بين انعكاس الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIR) وامتصاص الضوء الأحمر (RED)، وهما ظاهرتان ناتجتان عن وجود ونشاط الكلوروفيل في النبات - أو نقص هذه الصبغة الخضراء الضرورية لعملية التمثيل الضوئي. 

وهذا ممكن لأنه في حين أن النباتات السليمة الغنية بالكلوروفيل تمتص الكثير من الضوء الأحمر وتعكس الكثير من الأشعة تحت الحمراء وتعكس الكثير من الأشعة تحت الحمراء فإن المناطق التي لا يوجد بها نباتات أو تحت الضغط وتعاني من نقص في الكلوروفيل تعكس كمية أقل من الأشعة تحت الحمراء وتمتص المزيد من هذا الضوء. 

وبعبارة أخرى، من خلال الكشف عن مقدار الضوء الذي تمتصه وتعكسه، يمكنك فهم ما إذا كان هناك تقدم أو انخفاض في المساحات الخضراء، بناءً على مدى صحة النباتات.

فوائد مؤشر التنوع البيولوجي غير المتغير للرقم القياسي للقيمة المضافة الذي تقدمه مراقبة الغابات

من خلال البيانات المستخرجة من الأقمار الصناعية ذات الاستبانة الزمنية العالية التي تلتقط المعلومات والصور متعددة الأطياف بمستوى عالٍ من التفاصيل، فإن مراقبة الغابات يقدم أفضل ما في المراقبة الزراعية عبر مؤشر التنوع البيولوجي غير المتغير الغشائي.

وأفضل ما في الأمر: بالإضافة إلى حساب قيم مؤشر الاختلاف في الغطاء النباتي غير المائي تلقائيًا، تقوم المنصة بكل أعمال الإحالة المرجعية للبيانات المعالجة وتحويلها إلى مقاييس و الرؤى ضروري لنجاح الإنتاج واستدامته.

تشمل قائمة التطبيقات والمزايا الرئيسية التي يقدمها مؤشر الاختلافات في التنوع البيولوجي غير المتغير الذي يوفره حلنا القوي ما يلي:

• التحكم المستمر: المراقبة المستمرة (وقت قريب من الوقت الحقيقي) لمراقبة كثافة الغطاء النباتي وتقدير وتقييم الكتلة الحيوية النشطة;
• المقارنة الزمنية: رصد تطور المحصول للتحقق من تطوره بمرور الوقت، وهو ما يمكن رؤيته على خريطة تفاعلية ثلاثية الأبعاد تعرض البيانات التاريخية في سلسلة زمنية;
• التشخيص المبكر: الكشف المبكر عن المناطق التي تعاني من نقص التغذية أو مشاكل المياه أو وجود الآفات والأمراض أو غيرها من العوامل التي تؤثر على المحاصيل;
• كفاءة الإجراءات التصحيحية: التدخلات السريعة والموجهة مثل الري الدقيق للمناطق ومكافحة الآفات، وتجنب الخسائر;
• تقديرات الإنتاجية: تقييم النشاط الخضري والكتلة الحيوية للمحاصيل لتحليل إمكانات الحصاد وتوقعات المحاصيل والخطط التجارية;
• إدارة مُحسَّنة للمدخلات: استخدام الأسمدة ومبيدات الآفات حسب الطلب، مما يقلل من التكاليف والآثار البيئية;
• عمليات ذكية: تخطيط الأنشطة واتخاذ القرارات الحازمة بشأن ممارسات الإدارة وفقًا لخصائص كل منطقة، مما يسمح بزيادة الكفاءة في استخدام الموارد وتحسين غلة المحاصيل دون الحاجة إلى زيارات متكررة للحقل.

تحدث إلى فريقنا لفهم كيفية تحويل التكنولوجيا إلى نتائج في الحاضر والمستقبل، ومساعدة الشركات والمنتجين على رؤية ما وراء ما هو مرئي من أجل تحقيق محاصيل أكثر إنتاجية وربحية.