Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Среднемасштабное картографирование запасов углерода (на примере районов юга Тюменской области) "

Работа на тему: Среднемасштабное картографирование запасов углерода (на примере районов юга Тюменской области)
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НАУК О ЗЕМЛЕ
Кафедра картографии и геоинформационных систем

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЗАПАСОВ УГЛЕРОДА (НА ПРИМЕРЕ РАЙОНОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ)05.03.03 Картография и геоинформатика Профиль «Картография»

Тюмень 2023 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА И ИХ АНАЛИЗ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ 6
1.1 ЗНАЧЕНИЕ УГЛЕРОДА 7
1.2 ВИДЫ УГЛЕРОДА 8
1.3 УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС 10
1.4 ПРИМЕНЕНИЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ УГЛЕРОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ 12
ГЛАВА 2 ВОЗМОЖНОСТИ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ УГЛЕРОДА 13
2.1 МЕТОД РАСЧЁТА ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА НА ОСНОВЕ РАСЧЕТОВ ФИТОМАССЫ 13
2.2 МЕТОД СТРАТИФИКАЦИИ И УМНОЖЕНИЯ 15
2.3 МЕТОД «ОБЪЕДИНИТЬ И НАЗНАЧИТЬ» 16
2.4 МЕТОД ПРЯМОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ 17
2.5 SPL4CMDL EASE-GRID CARBON NET ECOSYSTEM EXCHANGE 18
2.6 SMAP NET CARBON ECOSYSTEM CHANGE 19
ГЛАВА 3 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ
КАРТОГРАФИРОВАНИЯ УГЛЕРОДА 20
3.1 ОБЩАЯ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ 20
3.2 ВЫБОР МАСШТАБА КАРТ 23
3.3 ПОСТРОЕНИЕ РАСТРОВ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА МЕТОДОМ СТРАТИФИКАЦИИ И УМНОЖЕНИЯ 24
3.4 ПОСТРОЕНИЕ РАСТРОВ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА МЕТОДОМ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТОВ ФИТОМАССЫ 26
3.5 СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА 29
3.6 СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ 35
3.7 Создание карт на основе данных SMAP L4 Global Daily 9 km EASE-Grid Carbon Net Ecosystem 36
3.7.1 СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ NEE (УГЛЕРОДНЫЙ ОБМЕН МЕЖДУ ЭКОСИСТЕМАМИ) 37
3.7.2. СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ GPP (GROSS PRIMARY PRODUCTIVITY). 39
3.7.3 СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ TMULT (КОЭФФИЦИЕНТ ТЕМПЕРАТУРНОГО ОГРАНИЧЕНИЯ) 41
3.7.4 СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ WMULT (КОЭФФИЦИЕНТ ОГРАНИЧЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ) 43
3.7.5 СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ EMULT (КОЭФФИЦИЕНТ ОГРАНИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНОЙ РАДИАЦИИ) 44
3.8 СРЕДНЕМАСШТАБНАЯ КАРТА УГЛЕРОДНОГО БАЛАНСА SMAP NET CARBON ECOSYSTEM CHANGE 46
3.9 СРЕДНЕМАСШТАБНАЯ КАРТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕСОВ ПО ВОЗРАСТНЫМ ГРУППАМ И ПОРОДАМ. СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ДРЕВОСТОЕ 50
3.10 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДНОГО БАЛАНСА В ЛАНДШАФТНОЙ СТРУКТУРЕ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
ПРИЛОЖЕНИЯ 77

ВВЕДЕНИЕ
Углерод является основой жизни на Земле благодаря способности создавать полимерные связи - органические соединения. Накапливаясь сотнями тысяч и миллионами лет под высоким давлением, органические вещества трансформировались в полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, торф и др.). При сгорании органики, в атмосферу выделяются углекислый газ, вода и энергия, которую человек использует в производстве и быту. Только за 2020 год в атмосферу было выделено 34,81 миллиарда тонн углекислого газа от человеческой деятельности [Ritchie et al., 2020.], тем самым загрязняя её и повышая концентрацию парниковых газов, которые задерживают тепло в атмосфере и приводят к потеплению климата (т. н. парниковый эффект). В процессе фотосинтеза растительность депонирует (поглощает) CO2 и выделяет в атмосферу кислород, однако для депонирования антропогенных выбросов потенциал растительности недостаточен [Green et al., 2019.]. Для борьбы с атмосферным загрязнением было основано международное соглашение в рамках
«Киотского протокола». Одним из ключевых решений при принятии Киотского протокола стало создание гибких рыночных механизмов для торговли разрешениями на выброс. Статья 17 «Киотского протокола» позволяет продавать свободные единицы выбросов (квоты) странам с развитой промышленностью, тем самым стимулирую их переходить на возобновляемые источники энергии и углеродно-нейтральные производства.
Объект исследований: углерод в природных комплексах.
Предмет исследований: подсчет и картографирование углерода в ландшафтах Юга Тюменской области
Цель исследования: пространственный анализ и создание среднемасштабных карт содержания углерода юга Тюменской области.

Задачи исследования:
1) Сбор, анализ и систематизация информации о содержании углерода в почвах и растительности и методах его картографирования.
2) Характеристика методов картографирования содержания углерода.

3) Создание карт среднемасштабных содержания углерода природных комплексов юга Тюменской области.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Интернет-источники
1. Бизнес на карбоновых полигонах: как делать деньги из воздуха // РБК
2. Торговля выбросами // Организации Объединенных Наций об изменении климата
3. Тюменский карбоновый полигон будет создан на базе биостанции ТюмГУ на озере Кучак // Информационная система «Новости ТюмГУ»
4. Что в химии означает быть органическим? // Science news for students
5. Что такое углерод? // The Guardian
6. Carbon budget model
Книжные издания
1. Александров, В. А., & Иванов, А. А. (2015). Распределение минерального углерода в почвах лесных территорий Юга Западной Сибири. Лесной журнал, 2(1), 24-29.
2. Атрошенко Л.М., Богомолов В.В., Букша И.Ф., Горобец Н.Н., Костяшкин С.И., Костяшкин Д.С., Пастернак В.П. Технология оценки компонентов углеродного баланса лесов Украины с использованием данных дистанционного зондирования Земли из космоса // СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА. - 2009. - №2 (6). - С. 497-505.
3. Белых, А. П., & Горячкин, С. В. (2013). Распределение минерального углерода в лесных почвах Юга Тюменской области. Вестник Челябинского государственного университета, (27), 120-126.
4. Волков, В. В., & Голубкова, Е. А. (2018). Углеродный баланс лесных экосистем Юга Западной Сибири. Сибирский экологический журнал, (6), 946- 957.
5. Воронов М.П., Усольцев В.А., Часовских В.П. Исследование методов и разработка информационной системы определения и картирования депонируемого лесами углерода в среде Natural: Монография. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2010. 160
6. Докучаев Павел Михайлович, Мешалкина Юлия Львовна Определение содержания органического углерода с помощью портативного спектро-радиометра // Вестник ОГУ. 2016. №10 (198).
7. Елина Галина Андреевна, Токарев П. Н. Закономерности аккумуляции органики и углерода в болотных экосистемах Карелии // Труды КарНЦ РАН. 2010. №1.
8. Замолодчиков Д.Г. Системы оценки и прогноза запасов углерода в лесных экосистемах // Устойчивое лесопользование. - 2011. - №4 (29). - С. 15-22.
9. Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Честных О.В. Коэффициенты конверсии запасов насаждений в фитомассу основных лесообразующих пород России // Лесная таксация и лесоустройство. 2003. Вып. 1 (32). С. 119–127.
10. Кулагин А. А. Особенности развития тополя бальзамического (Populus balsamifera L. ) в условиях загрязнения окружающей среды металлами
// Известия Самарского научного центра РАН. 2003. №2.
11. Маслов М.Н., Копеина Е.И., Зудкин А.Г. и соавт. Запасы фитомассы и органического углерода в тундровых экосистемах северной Фенноскандии. Московский ун-т. Почвовед. Бык. 71, 113–119 (2016).
12. Оценка запасов и баланса органического углерода в экосистемах лесополос Восточно-Европейской лесостепи / Ю.Г. Чендев, Т.Д. Соэр, Р.Б. Холл и др. ; НИУ БелГУ // Проблемы региональной экологии. - 2013. - №4.-С. 7-14.
13. Р.О. Калов, Р.А. Гакаев МЕСТО ПРИРОДНЫХ ТРАВЯНЫХ ЭКОСИСТЕМ В ГЛОБАЛЬНОМ УГЛЕРОДНОМ БАЛАНСЕ // Проблемы региональной экологии. 2022. №6.
14. Распоряжения Минприроды России от 30.06.2017 N 20-р (ред. от 20.01.2021)
15. Самсонова В.П., Мешалкина Ю.Л. Количественный метод сравнения почвенных карт и картограмм // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. - 2011. - №3. - С. 3-5.
16. Сидорова В.С. Сравнение карт по каппе Коэна // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ. - 2017. - №2. - С. 18-22.
17. Соколов, В. М., & Петров, Р. Е. (2015). Углеродный баланс лесов Западной Сибири. Вестник Омского университета. Серия «Биология», (1), 44-52.
18. Усольцев В.А. Депонирование углерода лесами Уральского региона России (по состоянию Государственного учета лесного фонда на 2007 год). Монография. Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2018 265 с.
19. Цветков В.Ф., Сурина Е.А. Запасы углерода в лесах Архангельской области // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2003. №5.
20. Честных О.В., Грабовский В.И., Замолодчиков Д.Г. Углерод почв лесных районов Европейско-Уральской части России // Вопросы лесной науки. - 2020. - № 2. С. 1-15.
21. Чинилин А.В., Савин И.Ю. Крупномасштабное цифровое картографирование содержания органического углерода почв с помощью методов машинного обучения // Бюл. Почв. ин-та. 2018. №91. Чинилин А.В., Савин И.Ю. Крупномасштабное цифровое картографирование содержания органического углерода почв с помощью методов машинного обучения // Бюл. Почв. ин-та. 2018. №91.
22. Шепелев Андрей Геннадиевич ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО УГЛЕРОДА НА ПРИМЕРЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ // Вестник науки и образования. 2022. №9 (129).
23. Baccini A., Friedl M., Woodcock C., Warbinghton R. Forest biomass estimation over regional scales using multisource data // Geophysical Research Letters.
- 2004. - № 31.
24. Baccini A., Laporte N., Goetz S..J, Sun M., Dong H. A first map of Tropical Africa's above-ground biomass derived from satellite imagery // Environmental Research Letters. - 2008. - № 2(3).
25. Blackard J., Finco M., Helmer E., Holden G., Hoppus M., Jacobs D., Lister A., Moisen G., Nelson M., Riemann R., Ruefenacht B., Salajanu D., Weyermann D., Winterberger K., Brandeis T., Czaplewski R., McRoberts R., Patterson P., Tymcio
R. Mapping U.S. forest biomass using nationwide forest inventory data and moderate resolution information // Remote Sensing of Environment. - 2008. - № 112. - С. 1658– 1677.
26. Breiman L. Random forests // Machine Learning. - 2001. № 45. - С. 5–32.
27. Canada’s National Forest Information System
28. Frank A.B., Dugas W.A. Carbon dioxide fluxes over a northern, semiarid, mixed-grass prairie // Agricultural and Forest Meteorology. - 2001. - №108. - С. 317- 326.
29. Goetz S. J., Baccini A., Laporte N., Johns T., Walker W. S., Kellndorfer
J. M. Mapping & monitoring carbon stocks with satellite observations: A comparison of methods // Carbon Balance and Management. - 2009. - №4 (2)
30. Green, J.K., Seneviratne, S.I., Berg, A.M. et al. Large influence of soil moisture on long-term terrestrial carbon uptake. Nature 565, 476–479 (2019).
31. Houghton R., Butman D., Bunn A., Krankina O., Schlesinger P., Stone T. Mapping Russian forest biomass with data from satellites and forest inventories // Remote Sensing of Environment. - 2007. - № 2.
32. Houghton R., Goetz S. New satellites offer a better approach for determining sources and sinks of carbon // Eos Transactions of the American Geophysical Union. - 2008. - № 43. - C. 417–418.
33. Mayaux P., Bartholome E., Fritz S., Belward A. A land cover map of Africa // Journal of Biogeography. - 2004. - № 31. - С. 1–17.
34. National Carbon and Biomass Database
35. Oikawa, P. Y., Huntzinger, D. N., Schwalm, C., Keppel-Aleks, G., Wei, Y., Michalak, A. M., ... & Schaefer, K. (2020). Data-driven diagnostics of terrestrial carbon dynamics over North America. Biogeosciences, 17(5), 1299-1321.
36. Saatchi SS, Houghton RA, dos Santos Alvala RC, Soares JV, Yu Y: Distribution of aboveground live biomass in the Amazon basin // Global Change Biology. - 2007. - № 13. - C. 816–837.
37. Weaver T. Area-mass relationships for common Montana shrubs // Proc. Montana Acad. Sci. 1977. V. 37. P. 54–58.
38. Williams C., Hanan N., Neff J., Scholes R., Berry J., Denning A.S., Baker D. Africa and the global carbon cycle // Carbon Balance and Management. - 2007. -
№2(3).
39. Yusuf Yigini, and Panos Panagos. "Reference Area Method for Mapping Soil Organic Carbon Content at Regional Scale" Procedia Earth and Planetary Science, vol. 10, 2014
40. Zhang, Y., Xiao, X., Guanter, L., Zhou, S., Ciais, P., Joiner, J., ... & Joiner,
J. (2016). Precipitation and carbon-water coupling jointly control the interannual variability of global land gross primary production. Scientific reports, 6(1), 1-11.