Помощь студентам в учебе
КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ И ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Геологическое строение и рельеф 8
1.3 Климат 12
1.4 Поверхностные и подземные воды 14
1.5 Почвенный покров 17
1.6 Растительный покров 19
1.7 Ландшафты Арало-Сырдаринского региона и факторы его опустынивания 22
2 ОПУСТЫНИВАНИЕ И ДЕГРАДАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 25
2.1 Факторы опустынивания земель 25
2.2 Опустынивание Казахстана и Арало-Сырдарьинского региона 26
3 КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 32
3.1 Объекты исследования и сроки их наблюдений 33
3.2. Этапы работ 38
3.2.1 Заказ космических снимков и применение радиометрических поправок 38
3.2.2 Атмосферная и геометрическая коррекция 40
3.2.3 Создание мозаики из снимков и расчет спектральных индексов 42
3.2.4 Заключительный этап 47
4 СТРАТЕГИИ И ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ОПУСТЫНИВАНИЯ И ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 50
4.1 Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием 50
4.2 Фонд спасения Арала 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 60
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Геологическое строение и рельеф 8
1.3 Климат 12
1.4 Поверхностные и подземные воды 14
1.5 Почвенный покров 17
1.6 Растительный покров 19
1.7 Ландшафты Арало-Сырдаринского региона и факторы его опустынивания 22
2 ОПУСТЫНИВАНИЕ И ДЕГРАДАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 25
2.1 Факторы опустынивания земель 25
2.2 Опустынивание Казахстана и Арало-Сырдарьинского региона 26
3 КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 32
3.1 Объекты исследования и сроки их наблюдений 33
3.2. Этапы работ 38
3.2.1 Заказ космических снимков и применение радиометрических поправок 38
3.2.2 Атмосферная и геометрическая коррекция 40
3.2.3 Создание мозаики из снимков и расчет спектральных индексов 42
3.2.4 Заключительный этап 47
4 СТРАТЕГИИ И ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ОПУСТЫНИВАНИЯ И ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ АРАЛО-СЫРДАРИИНСКОГО РЕГИОНА 50
4.1 Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием 50
4.2 Фонд спасения Арала 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 60
Пустыня - это определенное географическое явление, ландшафт, живущий своей особой жизнью, обладающий своими закономерностями, имеющий при развитии или деградации свои присущие ему черты, формы изменений.
Человечество, быстро растущее количественно, стало всё более интенсивно проникать в труднодоступные районы и вовлекать в сферу своей деятельности природные ресурсы. Под серьёзным антропогенным прессом оказались и аридные территории, составляющие около 30% площади земной суши. Уже сегодня на эти районы приходится около 80% орошаемых земель, 170 млн. га используется под богарное земледелие и 3,6 млрд. га - в качестве пастбищ.
Степень проявления и скорость протекания различных процессов опустынивания преимущественно обусловлены неправильной хозяйственной деятельность человека, не учитывающей внешние и внутренние взаимосвязи природных компонентов, регулирующих баланс вещества и энергии в ландшафтах и, в конечном счёте, биологическую продуктивность земель.
Среди многих глобальных проблем, проблема опустынивания является наименее известной, хотя каждый знает, что пустынные территории отличаются чрезвычайно жарким климатом, большим дефицитом влаги и довольно хрупкой экологической системой, но в то же время эти земли обладают высоким экономическим потенциалом. В научной литературе и официальных документах опустынивание характеризуется, как последняя стадия процесса медленной деградации окружающей среды в засушливой зоне и является продуктом сложного
взаимодействия между социально-экономической системой антропогенными факторами.
В рамках целого ряда представлений, сложившихся в различных странах и в целом в мире, со времен Декларации по окружающей среде и развитию в Рио-де- Жанейро в 1992 году, опустынивание рассматривается как комплексное природное и антропогенное явление, затрагивающее миллионы гектар суши земного шара, и имеющее неблагоприятные экологические, экономические и социальные последствия. Именно в этой связи актуально решение вопросов, связанных с ранней диагностикой, мониторингом и прогнозом этого явления.
Объектом исследования работы является Арало-Сырдариинский регион.
Предмет исследования - опустынивание и деградация земель исследуемой территории.
Основной целью выпускной работы является анализ процессов опустынивания в Арало-Сырдариинском регионе.
Для решения цели были решены следующие задачи:
1. Собраны разнообразные материалы по проблемам опустынивания.
2. Рассмотрены природные условия региона и проблемы, связанные с опустыниванием, а также выявлены индикаторы опустынивания.
3. Изучена методика космического мониторинга процессов опустынивания и деградации земель.
4. Проанализированы космические снимки и рассчитаны индексы для измерения площадного покрытия индикаторов.
5. Составлены карты и проанализирована динамика процессов опустынивания.
6. Рассмотрены меры по борьбе с процессами опустынивания и пути решения этой проблемы.
В настоящей работе были использованы снимки с космического спутника Landsat-8, топографические карты местности. Материалы собраны во время прохождения производственной практики в Казахстанском агентстве геоинформационных систем и дистанционного зондирования «КАГИС», г. Алматы в 2018 году. Для выполнения выпускной работы использована методика космического мониторинга процессов опустынивания и деградации земель.
Выпускная работа общим объемом 62 страницы состоит из введения, четырех глав, заключения. Содержит 32 рисунка, 2 таблицы. Список литературы насчитывает 31 источник.
Человечество, быстро растущее количественно, стало всё более интенсивно проникать в труднодоступные районы и вовлекать в сферу своей деятельности природные ресурсы. Под серьёзным антропогенным прессом оказались и аридные территории, составляющие около 30% площади земной суши. Уже сегодня на эти районы приходится около 80% орошаемых земель, 170 млн. га используется под богарное земледелие и 3,6 млрд. га - в качестве пастбищ.
Степень проявления и скорость протекания различных процессов опустынивания преимущественно обусловлены неправильной хозяйственной деятельность человека, не учитывающей внешние и внутренние взаимосвязи природных компонентов, регулирующих баланс вещества и энергии в ландшафтах и, в конечном счёте, биологическую продуктивность земель.
Среди многих глобальных проблем, проблема опустынивания является наименее известной, хотя каждый знает, что пустынные территории отличаются чрезвычайно жарким климатом, большим дефицитом влаги и довольно хрупкой экологической системой, но в то же время эти земли обладают высоким экономическим потенциалом. В научной литературе и официальных документах опустынивание характеризуется, как последняя стадия процесса медленной деградации окружающей среды в засушливой зоне и является продуктом сложного
взаимодействия между социально-экономической системой антропогенными факторами.
В рамках целого ряда представлений, сложившихся в различных странах и в целом в мире, со времен Декларации по окружающей среде и развитию в Рио-де- Жанейро в 1992 году, опустынивание рассматривается как комплексное природное и антропогенное явление, затрагивающее миллионы гектар суши земного шара, и имеющее неблагоприятные экологические, экономические и социальные последствия. Именно в этой связи актуально решение вопросов, связанных с ранней диагностикой, мониторингом и прогнозом этого явления.
Объектом исследования работы является Арало-Сырдариинский регион.
Предмет исследования - опустынивание и деградация земель исследуемой территории.
Основной целью выпускной работы является анализ процессов опустынивания в Арало-Сырдариинском регионе.
Для решения цели были решены следующие задачи:
1. Собраны разнообразные материалы по проблемам опустынивания.
2. Рассмотрены природные условия региона и проблемы, связанные с опустыниванием, а также выявлены индикаторы опустынивания.
3. Изучена методика космического мониторинга процессов опустынивания и деградации земель.
4. Проанализированы космические снимки и рассчитаны индексы для измерения площадного покрытия индикаторов.
5. Составлены карты и проанализирована динамика процессов опустынивания.
6. Рассмотрены меры по борьбе с процессами опустынивания и пути решения этой проблемы.
В настоящей работе были использованы снимки с космического спутника Landsat-8, топографические карты местности. Материалы собраны во время прохождения производственной практики в Казахстанском агентстве геоинформационных систем и дистанционного зондирования «КАГИС», г. Алматы в 2018 году. Для выполнения выпускной работы использована методика космического мониторинга процессов опустынивания и деградации земель.
Выпускная работа общим объемом 62 страницы состоит из введения, четырех глав, заключения. Содержит 32 рисунка, 2 таблицы. Список литературы насчитывает 31 источник.
Опустынивание - один из сложнейших комплексных процессов, происходящий под действием природных и антропогенных факторов. Исследование динамики процесса опустынивания должно сопровождаться комплексным изучением сложного взаимодействия физических, биологических, политических, социальных, культурных и экономических факторов, включая полномасштабный анализ данных дистанционных съемок местности и данных наземных маршрутных наблюдений.
Засуха в целом - это естественный кризис, который периодически наблюдается во многих частях земного шара. Одной из основных причин опустынивания является выпас большего количества крупного рогатого скота, чем может вынести пастбище. Второй причиной опустынивания служит интенсивное земледелие на не очень плодородных землях аридной зоны. Процесс опустынивания усиливается еще из-за того, что люди, численность которых все возрастает, вырубают на дрова целые лесные массивы. На распространение процесса опустынивания также оказывают влияние политические и социальные факторы. Все эти последствия человеческой деятельности - перевыпас, чрезмерное потребление древесины, интенсивное сельское хозяйство в сочетании с эрозией, урбанизацией аридных областей, засолением и перерасходом грунтовых вод - результат, по крайней мере отчасти, давления на природу популяции человека.
Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием - один из основных механизмов участия всех стран мира в решении этой проблемы. Главное внимание в ней уделено улучшению плодородия и восстановлению почв, а также охране и рациональному использованию земли и водных ресурсов. Для уменьшения процессов опустынивания необходимо:
1. Ограничение сельскохозяйственной деятельности и выпаса скота.
2. Агролесоводство - это комплексная деятельность по разведению скота или возделыванию земли и одновременному выращиванию древесных растений на той же территории.
3. Необходимость в подходящих технологиях. Простой перенос западных технологий может привести к возникновению серьезных проблем
Мониторинг подстилающей поверхности и преимущественно почвенно¬растительного покрова, как ключевой и самой репрезентативной составляющей динамики экосистем, определяемой с высокой степенью достоверности, целесообразно проводить с использованием данных дистанционного зондирования Земли и наземных наблюдений.
Дистанционное зондирование не только способствует проведению регулярных наблюдений за современным состоянием опустынивания и деградации земель, но и позволяет более точно зафиксировать произошедшие изменения в пространстве и конкретных экосистемах. В частности в любой момент можно произвести сравнение с результатами анализа космических снимков, выполненных в предыдущие годы или в прошедшие десятилетия.
Выбранные методы являются широко известными и нашедшими в мировой практике неоднократное применение. Спектральные индексы в большинстве случаев являются универсальными, однако позволяют производить измерения лишь относительных величин, не позволяя без многократной наземной верификации определять конкретные значения параметров.
Чтобы прийти к пониманию непосредственных значений степени засоления почвогрунтов или детальной оценке флуктуаций проективного покрытия конкретных сообществ растительности естественных кормовых угодий на основе данных дистанционного зондирования, необходимо внедрение настоящей методики в практику государственных учреждений, занимающихся гидрогеологическими мелиоративными изысканиями, гидрометеорологическим, агрометеорологическим, агротехническим и комплексным мониторингом земель.
Уникальность данной методики состоит в определении точных диапазонов значений по каждому из спектральных индексов при идентификации отобранных индикаторов опустынивания в условиях аридных экосистем Казахстана.
Засуха в целом - это естественный кризис, который периодически наблюдается во многих частях земного шара. Одной из основных причин опустынивания является выпас большего количества крупного рогатого скота, чем может вынести пастбище. Второй причиной опустынивания служит интенсивное земледелие на не очень плодородных землях аридной зоны. Процесс опустынивания усиливается еще из-за того, что люди, численность которых все возрастает, вырубают на дрова целые лесные массивы. На распространение процесса опустынивания также оказывают влияние политические и социальные факторы. Все эти последствия человеческой деятельности - перевыпас, чрезмерное потребление древесины, интенсивное сельское хозяйство в сочетании с эрозией, урбанизацией аридных областей, засолением и перерасходом грунтовых вод - результат, по крайней мере отчасти, давления на природу популяции человека.
Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием - один из основных механизмов участия всех стран мира в решении этой проблемы. Главное внимание в ней уделено улучшению плодородия и восстановлению почв, а также охране и рациональному использованию земли и водных ресурсов. Для уменьшения процессов опустынивания необходимо:
1. Ограничение сельскохозяйственной деятельности и выпаса скота.
2. Агролесоводство - это комплексная деятельность по разведению скота или возделыванию земли и одновременному выращиванию древесных растений на той же территории.
3. Необходимость в подходящих технологиях. Простой перенос западных технологий может привести к возникновению серьезных проблем
Мониторинг подстилающей поверхности и преимущественно почвенно¬растительного покрова, как ключевой и самой репрезентативной составляющей динамики экосистем, определяемой с высокой степенью достоверности, целесообразно проводить с использованием данных дистанционного зондирования Земли и наземных наблюдений.
Дистанционное зондирование не только способствует проведению регулярных наблюдений за современным состоянием опустынивания и деградации земель, но и позволяет более точно зафиксировать произошедшие изменения в пространстве и конкретных экосистемах. В частности в любой момент можно произвести сравнение с результатами анализа космических снимков, выполненных в предыдущие годы или в прошедшие десятилетия.
Выбранные методы являются широко известными и нашедшими в мировой практике неоднократное применение. Спектральные индексы в большинстве случаев являются универсальными, однако позволяют производить измерения лишь относительных величин, не позволяя без многократной наземной верификации определять конкретные значения параметров.
Чтобы прийти к пониманию непосредственных значений степени засоления почвогрунтов или детальной оценке флуктуаций проективного покрытия конкретных сообществ растительности естественных кормовых угодий на основе данных дистанционного зондирования, необходимо внедрение настоящей методики в практику государственных учреждений, занимающихся гидрогеологическими мелиоративными изысканиями, гидрометеорологическим, агрометеорологическим, агротехническим и комплексным мониторингом земель.
Уникальность данной методики состоит в определении точных диапазонов значений по каждому из спектральных индексов при идентификации отобранных индикаторов опустынивания в условиях аридных экосистем Казахстана.
