0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 .Длина волны (мкм)

2.3 2.5

60 50

0,5 0,7 0,9

1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 Длина волны (мкм)

2,1 2,3 2,5

Рис. V.2. Влияние пигментации на отражательную способность листа: а - лист колеуса: 1 - отсутствие пигмента, 2 - антоцианин, отсутствие хлорофилла, 3 - хлорофилл, 4 - антоцианин и хлорофилл; б -- листья клена: 1 - зеленый, 2 - красный [3]

Другие пигменты, представляющие интерес,- это каротины и ксантофиллы (желтые пигменты) и антоцианины (красные пигменты). Каротины и ксантофиллы часто содержатся в зеленых листьях, но имеют полосу поглощения только в синей части спектра (приблизительно при 0,45 мкм). Поскольку хлорофилл, который обычно присутствует, также поглощает в синей

16-859

части спектра, он и маскирует эти желтые пигменты. При «старении» растения хлорофилл часто исчезает, и тогда преобладают каротины и ксантофиллы. Это основная причина желтой окраски листвы деревьев осенью. Также осенью, когда уменьшается образование хлорофилла, некоторые виды деревьев вырабатывают большое количество антоцианина, что придает листьям ярко-красную окраску.

Влияние различий в пигментации на спектральные характеристики листа показано на рис. V.2, V.3, V.4 (см. между с. 32 и 33). На рис. V.2, а видны такие различия в видимом диапазоне спектра для пестрого листа колеуса, имеющего разнообразную пигментацию, включая область белого цвета, где отсутствуют пигменты, красного - с антоцианином, но без хлорофилла, обычную область зеленого цвета с высоким содержанием хлорофилла, а также участок очень темного красновато-пурпурного цвета, где содержится как антоцианин, так и хлорофилл/ Цветные и цветные инфракрасные фотоснимки листа, на основе которых были вычерчены эти кривые, показаны на рис. V.3 (между с. 32 и 33). Несмотря на то что в видимом диапазоне спектра есть различия в отражательной способности, вызванные пигментацией, взаимодействия энергии и вещества таковы, что в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах, как видно из рис. V.2, а, существенных различий нет. Это же самое явление отражают кривые красных и зеленых листьев клена на рис. V.2,6. Здесь мы снова видим значительное различие отражательной способности в видимом диапазоне, обусловленное пигментацией этих листьев, а в ближнем и среднем инфракрасном - нет. На рис. V.4 (между с. 32 и 33) даны , цветные и цветные инфракрасные фотоснимки листьев, на основе которых были построены кривые на рис. V.2, б. Так как цветная инфракрасная пленка чувствительна к зеленой и красной областям видимого диапазона длин волн, а также к области 0,7-0,9 мкм ближнего инфракрасного диапазона, различия пигментации вызывают четкое различие на цветной инфракрасной пленке, хотя они не вызывают значительных различий отражательной способности в ближнем инфракрасном диапазоне.

Обращаясь к рассмотрению ближнего инфракрасного диапазона спектра, заметим, что на представленных рисунках показано очень заметное увеличение отражательной способности в ближнем инфракрасном диапазоне по сравнению с видимым, приблизительно при 0,7 мкм. В ближнем инфракрасном диапазоне по сравнению с видимым диапазоном длин волн здоровая зеленая растительность характеризуется очень высокой отражательной способностью, очень высоким коэффициентом пропускания и очень низкой поглощаемостью. В действительности мы обнаружим, что для большинства видов растительности в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн коэффициент отражения равен приблизительно 45-50%, коэффициент пропускания-45-50% и коэффициент поглощения-менее 5%. 242

I co

Puc. V.5. Поперечные разрезы листьев кукурузы и сои, показывающие сложность внутренней структуры растительности, а также различия структуры листьев этих двух видов:

а- кукуруза [б]; б - соя [7] (взято из Агр. журн., т. 63, с. 864-868, 1971, по разрешению А.иер. агр. об-ва)

80 г

0,5 0,7 0,9 1,1

1,3 1,5 (,7 1,9 Длина волны (мкм)

2.3 2,5

Рис. V.6. Кривые отражательной способности листьев кукурузы и сои со сравнимыми уровнями содержания влаги: I -листья сои, содержание влаги 66-80%; 2 - листья кукурузы, содержание влаги 66-80% [3]