ملحق – البصمة الطيفية للنباتات
البصمة الطيفية للنباتات
تغطى النباتات جزءً كبيراً من سطح الأرض على الكرة الأرضية. ودورها فى تنظيم الحرارة العالمية وإمتصاص غاز ثانى أكسيد الكربون وغيرها من الوظائف الهامة، يجعلها نوع من غطاء الأرض له معنى وإهتمام عظيمين. ويمكن للاستشعار عن بعد أن يستفيد من الطريقة الخاصة التى تعكس بها النباتات الطاقة الكهرومغناطيسية الساقطة عليها والحصول على معلومات عن النباتات.
تحت طبقة القشرة العليا (الطبقة الرقيقة التى تكون السطح العلوى للورقة) توجد أساساً طبقتان من الخلايا. الطبقة العليا وهى النسيج الحشوى اللبى Pallisade Parenchyma ويتكون من خلايا مستطيلة مرتبة بإحكام فى نظام رأسى. ويوجد فى هذه الطبقة معظم الكلوروفيل، وهو بروتين مسئول عن أسر الطاقة الطاقة الشمسية وتشغيل عملية البناء الضوئى. والمستوى الأسفل هو النسيج الاسفنجى Spongy Parenchyma الذى يتكون من خلايا غير منتظمة الشكل وبينها عدد كبير من الفراغات الهوائية لكى تسمح بحركة الغازات.
وبالإضافة للكلوروفيل، فان النسيج الحشوى يحتوى على صبغات أخرى مثل كاروتينويدات وأنثوسيانينات وغيرهما، وهى أيضاً مسئولة عن إمتصاص الضوء.وبسبب هذه الصبغات فان معظم الطاقة الكهرومغناطيسية المرئية تمتص خاصة فى مجالى الضوء الأزرق والأحمر. اما الامتصاص فى مجال الأشعة الخضراء فهو أضعف قليلاً ولذلك فان النباتات تظهر لأعيننا باللون الأخضر. ونتيجة لذلك، فان جزءً قليلاً من الطاقة يهرب من النسيج الحشوى وينعكس مرتداً إلى السماء. ومن ناحية أخرى فان الطاقة تحت الحمراء القريبة (NIR) لا تتأثر بهذه الصبغات ومعظمها تقريباً يخترق النسيج الحشوى، وعندما تصل إلى النسيج الاسفنجى فان وجود الفراغات الهوائية يسبب إنكسار الأشعة تحت الحمراء القريبة فى إتجاهات مختلفة. وينتج عن هذا أن نصف الطاقة تقريباً تترك الورقة من القشرة السفلى والنصف الآخر من القشرة العليا، تجاه السماء.
أجهزة الاستشعار عن بعد التى تسجل الطاقة المنعكسة فى مجالات الضوء المرئى والأشعة تحت الحمراء القريبة من الطيف الكهرومغناطيسى، تسجل اشارة ضعيفة جداً فى مجال الأزرق والأحمر، وأقوى قليلاً فى المجال الأخضر، وقوى جداً فى مجال الاشعة تحت الحمراء القريبة. وإذا رسمنا قوة الاشارات فى كل مجال فى رسم بيانى فيكون مشابهاً للشكل التالى:
إن تجميع الانعكاس المنخفض للضوء المرئى والانعكاس العالى للأشعة تحت الحمراء القريبة خاصية مميزة لمعظم أنواع النباتات ولذلك فإنها تعرف بالبصمة الطيفية للنباتات.