Анализ динамики некоторых средообразующих переменных в природно-техногенных геосистемах степного Приуралья на основе спутниковых данных

№4 (2024)

Мячина К.В., Щавелев А.Н., Ряхов Р.В.

УДК 502.1: 502.568: 504.1:528.854:528.88
https://doi.org/10.47148/1609-364X-2024-4-48-56

АннотацияОб авторахСписок литературы
Анализ динамики содержания основных парниковых газов в атмосфере и связанных климатических переменных на определенных территориях является одним из подходов к решению современных эколого-климатических задач. Целью исследования ставилось изучение динамики некоторых средообразуюших параметров в природно-техногенной геосистеме нефтегазового месторождения в приуральской части Волго-Уральского степного региона. На территории исследования выделены две зоны: зона 1 с природно-техногенной геосистемой и зона 2 с исходным ландшафтом. Выполнен анализ изменения содержания двух главных парниковых газов — диоксида углерода и метана — в атмосфере зон 1 и 2, колебания температуры и альбедо поверхности ландшафта, содержания влаги в растительном покрове. В качестве исходных материалов использовались спутниковые снимки и продукты на их основе, находящиеся в свободном доступе: ОСО-2 (2015–2021 гг.), Sentinel-5P (2018–2024 гг.), Landsat-8 (2013–2022 гг.). Обнаружено незначительное повышение средней концентрации диоксида углерода в атмосфере зоны 1 по сравнению с зоной 2, более низкое содержание метана в атмосфере зоны 1 по сравнению с зоной 2, стабильное повышение концентрации обоих парниковых газов над территорией исследования, а также изменения температурно-влажностного и радиационного балансов в техногенно-трансформированных ландшафтах зоны 1 (повышение температуры поверхности при снижении содержания влаги в растительном покрове и отражательной способности ландшафтов). Таким образом, современные спутниковые изображения позволяют выявить динамику ряда средообразующих переменных, включая парниковые газы, в зонах исследовательского интереса.

Мячина Ксения Викторовна
Доктор географических наук, ведущий научный сотрудник, зав. отделом природно-техногенных геосистем
Институт степи УрО РАН ОФИЦ УрО РАН
460000 Оренбург, ул. Пионерская, д. 11
e-mail: mavicsen@list.ru
ORCID: 0000-0001-5190-1421
Scopus Author ID: 57217686210
ResearcherID: К-5099-2018
SPIN-код: 4734-1819
AuthorID: 155565

Щавелев Антон Николаевич
Аспирант, младший научный сотрудник
Институт степи УрО РАН ОФИЦ УрО РАН
460000 Оренбург, ул. Пионерская, д. 11
e-mail: ditmark12rus@gmail.com
ORCID: 0000-0002-7249-2193
SPIN-код: 9772-5310
AuthorID: 1144156

Ряхов Роман Васильевич
Научный сотрудник
Институт степи УрО РАН ОФИЦ УрО РАН
460000 Оренбург, ул. Пионерская, д. 11
e-mail: remus.rv@gmail.com
ORCID: 0000-0002-4762-3286
Scopus Author ID: 57223622892
ResearcherID: J-8188-2018
SPIN-код: 4622-0083
AuthorID: 835030

  1. Gleckler P.J., Durack P.J., Stouffer R.J., Johnson G.C., Forest C.E. Industrial-era global ocean heat uptake doubles in recent decades // Nature Climate Change. – 2016. – Vol. 6. – No. 4. – pp. 394–398. DOI: 10.1038/nclimate2915.
  2. Guo D., Wang J., Fu H., Wen H., Luo Y. Cropland has higher soil carbon residence time than grassland in the subsurface layer on the Loess Plateau, China // Soil and Tillage Research. – 2017. – Vol. 174. – pp. 130–138. DOI: 10.1016/j.still.2017.07.003.
  3. Lewis S.L., Maslin M.A. Defining the Anthropocene // Nature. – 2015. – Vol. 519. – P. 171-180. DOI: 10.1038/nature14258.
  4. Романовская А.А. Подходы к реализации экосистемных климатических проектов в России // Известия Российской академии наук. Серия географическая. – 2023. – Т. 87. – № 4. – С. 463–478. DOI: 10.31857/S2587556623040118.
  5. Куричев Н.К., Птичников А.В., Шварц Е.А., Кренке А.Н. Природно-климатические проекты в России: ключевые проблемы и
    условия успеха // Известия Российской академии наук. Серия географическая. – 2023. – Т. 87. – № 4. – С. 619–636. DOI: 10.31857/S2587556623040040.
  6. Nayak N., Mehrotra R., Mehrotra S. Carbon biosequestration strategies: a review // Carbon Capture Science & Technology. – 2022. – Vol. 4. – 100065. DOI: 10.1016/j.ccst.2022.100065.
  7. Махныкина А.В., Прокушкин А.С., Меняйло О.В., Верховец С.В., Тычков И.И., Урбан А.В., Рубцов А.В., Кошурникова Н.Н., Ваганов Е.А. Влияние климатических факторов на эмиссию СО2 из почв в среднетаежных лесах центральной Сибири: эмиссия как функция температуры и важности почвы // Экология. – 2020. – № 1. – С. 51–61. DOI: 10.31857/S0367059720010060.
  8. Menyailo O.V., Huwe B. Denitrification and C, N mineralization as function of temperature and moisture potential in organic and mineral horizons of an acid spruce forest soil // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. – 1999. – Vol. 162. – Iss. 5. – pp. 527—531. DOI: 10.1002/(sici)1522-2624(199910)162:5<527::aid-jpln527>3.0.co;2-%23.
  9. Raich J.W., Schlesinger W.H. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate // Tellus, Series B. – 1992. – Vol. 44. –Iss. 2. – pp. 81–99. DOI: 10.1034/j.1600-0889.1992.t01-1-00001.x.
  10. Данилов-Данильян В.И. Экологический вызов и устойчивое развитие. — М. : Прогресс-Традиция, 2000. – 414 с.
  11. Киселев А.А., Кароль И.Л. С метаном по жизни. – СПб. : ГГО, 2019. – 72 с.
  12. Федоров Ю.А., Сухоруков В.В., Трубник Р.Г. Аналитический обзор: эмиссия и поглощение парниковых газов почвами. Экологические проблемы // Антропогенная трансформация природной среды. – 2021. – Т. 7.– №. 1. – С. 6–34. DOI: 10.17072/2410-8553-2021-1-6-34.
  13. Глаголев М.В., Шнырев Н.А. Динамика летне-осенней эмиссии СН4 естественными болотами (на примере юга Томской области) // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. – 2007. – № 1. – С. 8–14. DOI: 10.3103/S0147687407010024.
  14. Мячина К.В. Геоэкологические аспекты оптимизации степных ландшафтов в условиях разработки нефтегазовых месторождений. – М. : Медиа-Пресс, 2020. – 215 с.
  15. Metz E.M., Vardag S.N., Basu S. et al. Soil respiration–driven CO2 pulses dominate Australia’s flux variability // Science. – 2023. – Vol. 379. – Iss. 6639. – pp. 1332–1335. DOI: 10.1126/science.add7833.
  16. Chan K.L, Xu J., Slijkhuis S., Valks P., Loyola D.G. TROPOspheric Monitoring Instrument observations of total column water vapour: algorithm and validation // Science of the Total Environment. – 2022. – Vol. 821. – 153232. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153232.
  17. Hosseini Chamani F., Farrokhian Firouzi A., Amerykhah H. Pedotransfer Function (PTF) for Estimation Soil moisture using NDVI, land surface temperature (LST) and normalized moisture (NDMI) indices // Journal of Water and Soil Conservation. – 2019. – Vol. 26. – Iss. 4. – pp. 239–254. DOI: 10.22069/JWSC.2019.15306.3053.
  18. Hardisky M.A., Klemas V., Smart R.M. The influence of soil salinity, growth form, and leaf moisture on the spectral radiance of Spartina alterniflora canopies // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. – 1983. – Vol. 49. – No. 1. – pp. 77–83.
  19. Tang J., Luyssaert S., Richardson A.D., Kutsch W., Janssens I.A. Steeper declines in forest photosynthesis than respiration explain age-driven decreases in forest growth // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2014. – Vol. 111. – No. 24. – pp. 8856–8860. DOI: 10.1073/pnas.132076111.

Ключевые слова: средообразующие параметры; диоксид углерода; метан; динамика; Волго-Уральский степной регион; природно-техногенная геосистема; спутниковые данные.

Раздел: Геоэкология