Международная российско-швейцарско-французская экспедиция «Дельталеты: Леман – Байкал»



Скачать 81.56 Kb.
Дата24.04.2016
Размер81.56 Kb.
Международная российско-швейцарско-французская экспедиция «Дельталеты: Леман Байкал»
Институт землеустройства, кадастров и мелиорации полностью с 2012 года принимает участие в работе Международной швейцарско-российской научно-исследовательской экспедиции «ТрансЕвразийский перелет: Леман-Байкал».

Организаторами экспедиции являются два фонда – Фонд содействия сохранению озера Байкал (ФССОБ) и Фонд исследований озера Леман (eLEMO) - при поддержке Русского географического общества, географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, Всероссийского общества охраны природы, Группы компаний «МЕТРОПОЛЬ» и Международной биофармацевтической компании FERRING. Научная программа экспедиции подготовлена при участии ведущих научных институтов России, Франции и Швейцарии.



Актуальность: Получение необходимой информации о состоянии поверхности Земли наземными способами далеко не всегда возможно, требует немалых финансовых вложений и длительных сроков сбора данных. Альтернативу им составляет аэрокосмическая информация, которая отличается точностью, надежностью и объективностью. Именно поэтому аэрокосмическая информация так ценна и востребована в таких отраслях, как дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), сельское и лесное хозяйство, экологический надзор, картография, образование, мелиорация, землеустройство и мониторинг, экология.

Однако, одних спутниковых данных недостаточно для получения достоверной информации о состоянии природно-техногенной среды. Во многих практически важных случаях они дают достаточно общее представление об их динамике, в то время как на местности происходят существенные изменения, которые приходится учитывать не только количественно, как процент изменившихся контуров, но и учитывать существенность связанных с ними событий. Промежуточное положение между наземной и аэрокосмической съемкой в целях локального мониторинга территорий может обеспечить использование малой авиации, оснащенной радиолокационной, мульти- и гиперспектральной съемочной аппаратурой и другим оборудованием, позволяющим производить обследование различных природных объектов с высоким пространственным разрешением.

Дельталеты (ультралайты) относятся к классу сверхлегких летательных аппаратов. При значительной дороговизне аэросъемки и отсутствии в России легких самолетов наблюдения с дельталетов дают оперативные сведения о состоянии окружающей среды, а также возможность использования крупномасштабной съемки и установки аналитических приборов для экологического мониторинга. Кроме того, дельталеты могут оказать реальную помощь при решении многих практических задач (обнаружение пожаров, учет городской недвижимости, наблюдение за дикими животными и т.д.).

Цели и задачи международной российско-швейцарско-французской экспедиции является комплексное исследование современного состояния окружающей среды оз. Леман и оз. Байкал, а в перспективе и других озер мира.

Блок институтов БНЦ СО РАН (БИП, ИФМ, ИОЭБ, ГИН и БГСХА:

– Определение продуктивности растительного покрова, динамики развития и степени деградации с помощью индексов вегетации растительности (NDVI, SAVI, SARVI и т.д.);

– Расчет количества эмиссии CO2 в атмосферу и оценка углеродного баланса;

– Создание цифровых моделей рельефа (ЦМР) высокой точности по стереопарам снимков сверхвысокого разрешения;

– Морфометрический анализ рельефа местности с целью уточнения ЦМР SRTM и ASTER;

– Исследование отражающих и рассеивающих свойств лесов для:

– оценки их современного состояния и нарушенности;

– формирования эталонной базы данных коэффициентов обратного рассеяния от лесов в зависимости от породного состава, бонитета и возраста для валидации спутниковых данных на примере Степно-Дворецкого заказника, входящего в состав 18 эталонных лесничеств России;

– построения трехмерной радиотомографической модели леса для решения прикладных задач, таких как запаса древостоя леса и его биомассы;

Для радиолокационной съемки лесов необходима установка измерительного комплекса на базе твердотельного наносекундного радара на борту дельталета;

– Проведение аэросъемки модельной территории для дистанционно-наземных исследований почв с целью сопоставления с наземными данными границ контуров почв, растительности, характера рельефа, загрязнения земель, содержания гумуса, степени засоления, эродированности, дефлированности и др., а также выявление дешифровочных признаков по этим и другим показателям, для оперативной индикации состояния почвенных экосистем;

– Наблюдение за ледовой обстановкой и изменениями снежного покрова (в зимнее время);

– Создание и обновление карт и планов, инвентаризация объектов недвижимости;

– Инфракрасная фотосъемка урбанизированных территорий для обнаружения потерь тепла на инженерных сетях;

– Изучение внутреннего строения сейсмоактивных разломных зон на основе гиперспектральной съемки, лазерного дистанционного сканирования и высокоточной аэрофотосъемки;

– Изучение строения и блоковой структуры ледового покрова оз. Байкал, в т.ч. на возникающих при распаде льда кольцевых структурах;

– Разработка методики поиска месторождений термальных вод комплексом наземных геофизических (электромагнитное сканирование, электротомография и др.) и дистанционных (инфракрасная, гиперспектральная съемка) методов, на побережье оз. Байкал;

– Разработка методики детального геоморфологического картирования (на основе лазерного сканирования и высокоточной аэрофотосъемки) для поисков россыпных месторождений золота.

– Раннее обнаружение лесных пожаров;

– Учет численности диких животных;

– Поиск и спасение туристов и охотников, заблудившихся в тайге;

– Наземное обеспечение близкого дистанционного зондирования.

В конечном итоге будет получена новая информация о состоянии экосистемы оз. Байкал, необходимая для разработки природоохранных мероприятий по Федеральной целевой программе «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012 - 2020 годы».

Маршруты полетов в Байкальском регионе

Для решения поставленных задач необходимо проведение экспедиции в 3 этапа:

1) в период ледостава и присутствия снежного покрова;

2) во время начала вегетации растений;

3) в период активной вегетации фитоценоза.

Полеты будут проводиться над модельными полигонами, расположенными в Байкальской природной территории, на территории Тункинского национального парка, в зоне атмосферного влияния на оз. Байкал, над акваторией реки Селенги.





Рисунок 1. Расположение модельных объектов исследования и маршрутов полетов

Высота полетов определяется задачами исследований и местными метеорологическими условиями. Предпочитаемая высота полета дельталета с установленным на борту наносекундным радаром (ИФМ СО РАН) составляет от 30 до 200 метров.



Исполнители

В проекте предполагается участие следующих институтов:

1. Байкальский институт природопользования СО РАН (далее – БИП).

2. Институт физического материаловедения СО РАН (ИФМ).

3. Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН (ИОЭБ).

4. Геологический институт СО РАН (ГИН).

5. Бурятская государственная сельскохозяйственная академия (БГСХА).

6. Институт оптики атмосферы СО РАН (ИОА).



Территория исследований

Исходя из предложенных планов, были выбраны следующие маршруты полёта для дельты и для речной сети (рис.).





Рис. 2 Маршруты полёта в дельте реки Селенги. Маршруты – красные линии, голубые кружки – станции наземных измерений(1–поверхность дельты в 1975 г.; продвижение дельты: 2- в 1975-1989 гг., 3-1989-2000 гг.)

Ожидаемые результаты проекта

Экспериментальный метод по определению водных параметров при помощи мультиспектральных сенсоров (в видимой и ближней инфракрасной (БИК) частях электромагнитного спектра), установленных на ультралегкий дельтаплан, может быть применен в исследованиях дельт рек повсеместно. В целом, этот проект будет направлен на устранение пробелов в понимании крупномасштабных процессов взаимодействия системы река-озеро и влияния крупного речного бассейна на приемный водоем.

Результаты исследования могут быть использованы в региональном сравнении с другими исследованиями подобного рода в других частях планеты. Цель такого сравнения – выявление сходных особенностей и принципиальных систематических различий между распространением загрязняющих веществ в озере (пространственная и временная изменчивость, изменение тенденций), отложением взвешенных веществ в континентальных зонах среди различных дренажных бассейнов.

Результаты работы экспедиции за 2014-2015 учебный год

Проведены наземные мониторинговые наблюдения за динамикой эмиссии СО2 в различных ландшафтах дельтовой части р. Селенги. Предполагается сопоставить данные полевых газометрических измерений (СО2–газообмен) с данными гиперспектральной съемки с борта дельталета.

Эмиссия СО2 почвенным покровом и депонирование СО2 в виде чистой первичной продукции фотосинтеза являются главнейшими потоками углерода между наземными экосистемами и атмосферой.

Цель настоящего исследования состоит в сравнительной оценке эмиссии СО2 из почв модельной территории в дельте р. Селенги.

Сочетание аэросъемки модельной территории, наземного многолетнего мониторинга, полевых экспериментов и эмпирического моделирования позволит дать текущие оценки, а также спрогнозировать баланс углерода исследуемой территории в условиях климатических изменений.

Состав исследовательской группы:


  1. Цыдыпов Б.З. (БИП СО РАН).

  2. Мильхеев Е.Ю. (ИОЭБ СО РАН).

  3. Малханова Е.В. (БГСХА).

  4. Цыдыпова М.В. (БГСХА).

  5. Семенова М.В. (БГСХА).

  6. Аюржанаев А.А. (БИП СО РАН).

  7. Иосеф Ахтман (EPFL, Lausanne, Switzerland).

Приходную статью углеродного баланса (или чистую первичную продукцию, ЧПП) предполагается оценивать методами дистанционного зондирования с помощью данных гиперспектральной съемки и наземными методами. Экспериментальные площадки выбраны таким образом, что дельталет постоянно при посадке осуществляет съемку выбранных участков.

Проведены наземные мониторинговые наблюдения за динамикой эмиссии СО2 в различных ландшафтах дельтовой части р. Селенги (лесных, луговых, лугово-болотных, болотных). Определение эмиссии диоксида углерода проведено с использованием камерно-статического метода (накоплением СО2 в камере-изоляторе). Измерение концентрации в камерах определяется с помощью портативного инфракрасного газоанализатора ОПТОГАЗ-500.4.

Параллельно с полевыми камерными измерениями СО2 на экспериментальных площадках оценивалось проективное покрытие, структура и ботанический состав растительного покрова, которые в значительной степени определяют величину углеродных потоков. Для последующей оценки углеродного баланса будут оценены запасы надземной и подземной фитомассы, запасы педогенного органического углерода.

Одновременные наблюдения за эмиссией СО2 и чистой первичной продукцией фитомассы сопровождались измерениями температуры и влажности поверхности почв с помощью портативного регистратора данных ProCheck «Decagon» и датчика объемной влажности 5ТМ.























База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница