Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В РАЙОНЕ Г. ОШ МЕТОДАМИ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

Работа №192990

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

география

Объем работы95
Год сдачи2023
Стоимость5950 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
4
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


АННОТАЦИЯ 3
Введение 6
1. Ошская область Кыргызской республики как объект изучения ботанического разнообразия 9
1.1 Географическое положение 9
1.2 Характеристика растительного покрова 14
1.3 Изучение растительного покрова на территории Кыргызской республики 23
2. Материалы и методы исследования 26
2.1 Использование методов геоинформационного картографирования при изучении растительного покрова 26
2.2 Данные дистанционного зондирования, используемые в исследовании 29
2.3 Вегетационные индексы, используемые в исследовании 31
2.4 Программное обеспечение и инструменты, используемые в исследовании 35
3. Динамика растительного покрова на территории города Ош и его окрестностей ....41
3.1. Изменения вегетационных индексов весеннего сезона в районе города Ош и их тенденции 41
3.2 Изменения вегетационных индексов летнего сезона в районе города Ош и их
тенденции 43
3.3 Изменения вегетационных индексов весеннего и летнего сезона наблюдений и их
тенденции на ключевых участках 455
3.4 Многолетние изменения площади растительных покровов, рассчитанные на
основе классов растительности 59
3.4.1 Изменения площадей классов растительного весеннего сезона наблюдений в
районе города Ош и их тенденции 60
3.4.2 Изменения площадей классов растительного летнего сезона наблюдений в
районе города Ош и их тенденции 62
3.4.3 Изменения площадей вегетационных индексов на ключевых участках
наблюдений 64
3.5 Данные ботанических исследований, полученные в ходе полевых выездов на
ключевые участки 72
Заключение 77


В последнее время в связи с хозяйственной деятельностью человека, ростом селитебных зон и изменением климата растет актуальность изучения антропогенного воздействия на растительные сообщества [23].
Ошская область служит индикатором трансформаций, происходящих на планете из- за различных изменений, обусловленных в том числе и деятельностью человека. Это один из наиболее уязвимых регионов мира, так как местные сообщества неустойчивы к воздействиям и меняются крайне быстро [119].
Проблемы устойчивого развития долинных, предгорных и горных районов приобретают все большую значимость в условиях возросшей глобализации мирового пространства. Последствия изменений живой среды на данных территориях способны коренным образом повлиять на жизнедеятельность человека и всего живого в этих местностях [107].
Для Кыргызской республики и соседних стран город Ош и его окрестности становятся территорией повышенного международного внимания, как регион необходимого усиления природоохранной деятельности, развития бережного природопользования. Уникальность и разнообразие природных ресурсов региона, открывает перспективы для развития цифровых технологий в их изучении, которые также становятся важной отраслью региональной экономики [111].
Согласно закону Кыргызской Республики “О животном мире” от 17 июня 1999 года № 59 и закону «Об использовании и защите растительного мира» от 20 июня 2001 года № 53, государственный орган охраны окружающей среды обязуется готовить и регулярно обновлять полную инвентаризацию дикой природы, включая растительные сообщества. Однако, полная инвентаризация в Кыргызстане не проводилась [104].
Разработка и создание исследования по данной тематике позволит оказать содействие поэтапному созданию национальной инфраструктуры пространственных данных по концепции цифровой трансформации "Цифровой Кыргызстан 2019-2023", одобренной решением Совета безопасности Кыргызской Республики от 14 декабря 2018 года № 2. Особо следует подчеркнуть, что по данному направлению не проводилось ни одной работы на выбранных участках. Все вышесказанное подчеркивают актуальность и новизну выбранной темы исследования.
Цель исследования: анализ динамики растительных сообществ окрестностей города Ош, Ошской области, Кыргызской Республики методами геоинформационного картографирования.
Для достижения цели были поставлены и последовательно решены следующие
задачи:
• Изучить современные представления об исследовании динамики растительности с помощью геоинформационных технологий на глобальном и региональном уровнях.
• Рассмотреть мировой опыт изучения динамики растительности в Кыргызстане.
• Рассмотреть особенности и характеристики растительного покрова на полевых выездах на ключевых участках территории.
• Проанализировать изменения флористического покрова на космических снимках за период с 1992 по 2022 года, используя современные геоинформационные системы, и создать серию тематических карт на их основе.
• Охарактеризовать динамику растительных сообществ на исследуемой территории и показать их взаимосвязь с различными видами человеческой деятельности или иными факторами.
Регионом исследования выбраны окрестности города Ош, Ошская область, Кыргызской Республики, который находится на юго-востоке Ферганской долины в пределах горной системы Памиро-Алая и относится к степной зоне субтропического пояса с континентальным климатом с хорошо выраженной высотной поясностью.
Объектом исследования являются растительные сообщества Ошской области.
Предметом исследования являются многолетняя динамика развития фитоценозов и влияние на них деятельности человека и других факторов.
Новизна работы заключается в следующем:
- созданы тематические карты растительного покрова и вегетационных индексов для районов наблюдений;
- сформированы ботанические описания растительного покрова;
- апробированы инструменты геоинформационного картографирования (модифицированный вегетационный индекс с поправкой на почву, инструменты классификации и переклассификации растра по табличным значениям, калькуляторы растров для вычета вегетационных индексов, алгоритм Change Detection) на ключевых участках исследуемой территории;
- выявлены причины деградации растительных сообществ на исследуемой территории.
Материалом для анализа изменения флористического покрова на исследуемой территории в данной работе послужили космические снимки из открытой базы данных сайта геологической службы США за период с 1992 по 2022 годы, материалы архивов Ошской областной библиотеки и научной библиотеки ТГУ. Сбор материалов для написания выпускной квалификационной работы магистра проводился в процессе производственной и преддипломной практики с соблюдением безопасных условий труда и учетом гигиенических факторов, обеспечивающих высокий уровень физической и умственной работоспособности.
При обработке данных и анализе результатов исследования были использованы следующие методы: исторический, сравнительно-географический, методы полевых исследований, методы дистанционных исследований, геоинформационного картографирования, математической статистики
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В окрестностях города Ош происходит сокращение площадей, занимаемых густой растительностью (леса, редколесья, кустарники).
2. В последние десятилетия происходит увеличение доли ксерофитных видов, что может свидетельствовать о деградации фитоценозов на исследуемой территории.
3. Хозяйственная деятельность и рост селитебных зон оказывают существенное влияние на растительный покров в районе города Ош, Ошской области.
Практическая значимость работы состоит в том, что данные о динамике и изменчивости растительности представляют ценность для многих отраслей народного хозяйства, а также для прогнозирования устойчивого развития территорий. Совмещение данных дистанционного зондирования с полевыми выездами позволило верифицировать результаты расчетов в ГИС. Проведение тренд-анализа разновременных данных, поможет составлять статистические прогнозы, которые можно использовать при моделировании «сценариев» развития для оценки степени риска и при разработке оптимальной стратегии в целом ряде вопросов, связанных с человеком и окружающей его средой. Методику и результаты исследования возможно использовать в качестве учебного материала для проведения педагогической деятельности. Данные картографирования и полевых выездов полученные в результате исслелования возможно предоставить органам местного самоуправления для проведения экологических изысканий и природохранных мероприятий. По материалам исследования подготовлены и опубликованы 2 статьи: «Анализ изменений растительных сообществ на территории окрестностей города Ош (Ошская область Республики Кыргызстан) на основе дистанционного зондирования с использованием спектральных индексов» [57], «Analysis of changes in plant communities in the surroundings of Osh city (Osh region, Kyrgyz Republic) based on remote sensing usingspectral indices» [58].


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


По данным литературных источников, полевых наблюдений на ключевых участках, а также космических снимков и специализированного программного обеспечения была проанализирована динамика развития растительных сообществ Ошской области, Кыргызской Республики в период с 1992 по 2022 года.
Изучены современные представления об исследовании динамики растительности с помощью геоинформационных технологий на глобальном и региональном уровнях. Рассмотрен мировой опыт изучения флористических сообществ их динамики и разнообразия в Кыргызстане.
Использование открытой базы космических снимков позволило получить необходимые для многолетнего анализа данные за весенний и летние сезоны, на которых отразились изучаемые фитоценозы и их тенденции к убыванию или росту. В качестве показателей количества растительных покровов были выбраны два спектральных индекса NDVI и MSAVI, включение в научную работу второго индекса позволило апробировать его использование на ключевых участках для лучшего подсчета динамики растительности.
Анализ изменения флористического покрова на космических снимках за период с 1992 по 2022 года проводился с использованием следующего программного обеспечения: QGIS версия 3.28 и ArcGIS Pro. Работа с QGIS проводилась на начальном этапе исследования, где благодаря, легкому в освоении инструментарию космические снимки были преобразованы в тематические растры с определенными границами обозреваемого района над которыми также была произведена атмосферная коррекция. На следующих этапах изыскания требовалось увеличение функциональных возможностей программного обеспечения, поэтому было решено проводить основные расчеты тематических растров на ключевых участках и в самом целом районе наблюдений уже с помощью программы ArcGIS Pro. Данные геоинформационные продукты хорошо зарекомендовали себя при работе с геоданными и позвонили внедрить в научную деятельность новые цифровые методы, к примеру такие как: автоматизированный плагин для атмосферной коррекции изображений, модифицированный вегетационный индекс с поправкой на почву, инструменты классификации и переклассификации растра по табличным значениям, калькуляторы растров для вычета вегетационных индексов, использование алгоритма Change Detection для поиска многолетних изменений на различных участках территории исследования, калькулятор табличных значений для расчёта площадных единиц различных классов растительности, инструмент автоматизации вычислений и визуализации растров Model Builder.
Значения вегетационных индексов NDVI и MSAVI были подвергнуты статистическому анализу. Их многолетние средние значения на исследуемой территории и ключевых участках были объединены в ряды по сезонам весны и лета. После чего для лучшего понимания многолетней динамики и её причин проведены линии линейного тренда. На основании которых, по различным источникам, в том числе и выездам были даны объяснения и прогнозы. С данными площадей флористических сообществ, что были классифицированы нами на 5 классов, такие как: вода, травянистые покровы, кустарниковая растительность, редколесье и пашни, проведены операции, позволившие увидеть динамику подробнее. Однако, для апробации на ключевых участках не подошел вегетационный индекс NDVI, из-за особенностей физико-географического положения ключевых участков, в том числе климатических условий и фенологии растительных сообществ, расчет площади классов растительности не отражал типы растительного покрова и показывал прерывистую динамику многолетних изменений растительных сообществ.
На полученных результатах в виде графиков, диаграмм и тематических карт, были отмечены особенности и характеристики растительного покрова на ключевых участках территории. В качестве эталона наблюдений на выбранных участках был выбран 1992 год.
Охарактеризованна динамика растительных сообществ на исследуемой территории и показана их взаимосвязь с различными видами человеческой деятельности или иных факторов. Отмечается, что на всей территории исследования, на всех без исключения ключевых участках зафиксировано падение вегетационных индексов в 90-х годах, особенно заметно данное изменение на примере ключевого участка Тулейкен. На контрольных участках Кара-Суу и Тепе-Коргон также присутствует схожая динамика. Вегетационные индексы на упомянутых ранее территориях с середины 2010-х годов демонстрируют слабый рост. Особенно отличается Тепе-Коргон, где в летний сезон наблюдений рост индекса наблюдается сильнее. Использовании классификации значений вегетационных индексов позволило более детально проанализировать динамику растительного покрова. На ключевых участках Тулейкен, Кара-Суу, Тепе-Коргон, падение вегетационных индексов совпадает с сокращением площадей занимаемых кустарниковой растительностью и редколесьями, преобладают травянистые покровы. Участки Кара-Суу и Тепе-Коргон демонстрируют с середины 2010-х годов рост кустарниковых покровов и редколесий.
Полевые выезды на контрольные участки в микрорайоне Тулейкен и в Кара- Сууйском районе подтвердили третье второе и третье защищаемые положение. Таким образом, абсолютное большинство видов растительных сообществ на упомянутых ранее участках - травянистые растения, ксерофиты. Зафиксированно незначительное число мезо и гигрофитов. Главенствующие положение занимают такие жизненные формы, как травы или кустарнички.
Во время выездов на ключевых участках отмечена хозяйственная деятельность человека, на ключевом участке Тулейкен было обнаружено большое количество стад мелкого и крупного рогатого скота, которые местные жители выпасают на территории бывшей природо-охранной территории, происходит строительство частных домов и хозяйственных построек, под земли которых расчищаются и вырубаются фитоценозы. На холмах второго ключевого участка Кара-Суу также происходит выпас скота и эксплуатация местными жителями редколесий из фисташки обыкновенной, плоды которой люди без разрешения властей продают на рынках. Бывший лес из можжевельника туркестанского существенно сократился на территории данного участка, проживающие в данном раойне люди использовали для строительства домов или отопления жилья.


1. Аделунг А. С. Геологическая карта Средней Азии / А. С. Аделунг. - Ташкент, 1940. - 155 с.
2. Архангельский А. Д. Геологическое строение и история СССР / А. Д. Архангельский, - Москва: кн. 1, М, 1932. - С. 14-27.
3. Белоусов В. В. Общая геотектоника / В. В. Белоусов, М. Л. Аделунг, 1948. - С. 4-9.
4. Берг Л. С. Озеро Иссык-Куль. Землеведение / Л. С. Берг. - кн. 1-2, М, 1904.
- 53 с.
5. Благообразов В. А. Бассейн реки Нарын / В. А. Благообразов, Л. Г. Бондарев [и др.] - Фрунзе, Изд. АН Киргиз. ССР, 1960. - С. 56-70.
6. Благообразов В. А. Распространение глинистого карста и формы карстового рельефа в Киргизии / В. А. Благообразов, М. И. Глушкова, // Работы Тянь Шаньской высокогорной физико-географической станции, 1962. - вып. V.- С. 72-80.
7. Бондарев Л. Г. Глинистый карст юго-западной части Иссык-Кульской котловины / Работы Тянь-Шаньской высокогорной физико-географической станции АН Киргиз ССР, - Фрунзе, - 1962. - вып. V.- С. 2-9.
8. Бондарчук В. Г. Геоморфологические уровни и денудационные ступени Средней Азии. -Известия АН СССР, сер. геогр., т. X, № 6, 1946.- С. 15-19.
9. Бондарчук В. Г. Основы геоморфологии и геоботаники / В. Г. Бондарчук, Д. В. Борисевич. - Ташкент, 1950. - т. 111. - 73 с.
10. Васильковский Н. П. Тектоническое развитие Ферганской депрессии в кайнозое / Н. П. Васильковский. - Ташкент: Ин-та геол. АН Узб. ССР, вып. 1, Вторая Среднеазиатская конференция геологов-нефтяников, 1947. - С. 22-59.
11. Васильковский Н. П. О некоторых генетических типах новейших континентальных отложений Средней Азии (делювий, пролювий, аллювий) / Н. П. Васильковский. - Бюлл. Моск. О-ва испытателей природы, сер. геол., -Т. XXVI, Вып. 2, 1951. - С. 7-9.
12. Васильковский Н. П. К возрастному расчленению четвертичных отложений Северо-Восточного Узбекистана /. Н. П. Васильковский. - Тр. Ин-та геол. АН Узб. CCP, вып. 6, 1951. - С. 2-8.
13. Вебер В. Н. Миграция сухих дельт в Фергане / В. Н. Вебер. - Фергана, 1929.
- 38 с.
14. Геллер С. Ю. О геоботанических исследованиях ксерофитной флоры Ферганской впадины / С. Ю. Геллер. - М., Изд. АН СССР, 1958. - С. 71-78.
15. Григоренко П. Г. О принципах составления гидрогеологических карт сельскохозяйственных территорий горных областей Средней Азии на примере Киргизской ССР / П. Г. Григоренко. - Тр. Ин-та геол. АН Киргиз. ССР, вып. VI, 1957.- С.27-44.
16. Григоренко П. Г. ..126


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ