Спутниктик аралыктан зонддоо саздак жерлердеги көмүртектин топтолушу боюнча илимий далилдерди берет.

Көмүртек раковинасын баалоо

Дүйнөлүк көмүртек циклинде саз экосистемалары, экосистеманын маанилүү түрү катары, көмүртек циклинин жана көмүртек бюджетинин динамикалык өзгөрүүлөрүн изилдөөдө чечүүчү ролду ойнойт жана глобалдык көмүртек балансына олуттуу салым кошот. Жер үстүндөгү экосистемалардагы эң маанилүү көмүртек резервуарларынын бири катары, саздар жер бетинин болжол менен 6% гана түзгөнү менен, кургактыктагы топурактардагы жалпы көмүртек запасынын 10%–30% камтыйт. Алардын көмүртек запасы атмосферадагы көбөйүп жаткан СО2ни азайтып, глобалдык климатты турукташтырууда жана парник эффектин азайтууда маанилүү ролду ойной алат.

Акыркы жылдары климаттын өзгөрүшүнөн жана адамдардын иш-аракеттеринен улам саздак жерлер кескин кыскарып, алардын кадимки экосистемадагы көмүртек циклинин процесстери да олуттуу өзгөрүүлөргө дуушар болду. Саздак жерлердин көмүртекти сиңирүү жөндөмдүүлүгү жана анын аймактык айлана-чөйрөгө тийгизген таасири боюнча терең изилдөөлөр глобалдык климаттын өзгөрүшү шарттарында сезгич аймактардагы саздак экосистемалардын көмүртекти сиңирүү функциясын сандык жактан баалоо үчүн чоң мааниге ээ. Глобалдык климаттын өзгөрүшүнүн фонунда саздак экосистемаларда көмүртекти сиңирүү жана эмиссияны азайтуу боюнча изилдөөлөр акырындык менен дүйнө жүзү боюнча жалпы көйгөйгө айланды.

Менин өлкөм дүйнөдөгү саздак жерлердин түрлөрү эң ар түрдүү, аянты эң чоң жана таралышы эң кеңири өлкөлөрдүн бири. Ал 0,65 миллиард гектар аянтты ээлейт, бул дүйнөдөгү саздак жерлердин жалпы аянтынын 10% түзөт, Азияда биринчи, ал эми дүйнөдө төртүнчү орунда турат. Ал көмүртекти сиңирүү боюнча чоң потенциалга ээ, бирок ар кандай типтеги саздак жерлердин көмүртекти сиңирүү мүмкүнчүлүгү ар кандай.

Дүйнөдөгү эң кеңири таралган саздак жерлердин бири катары, камыштуу саздак жерлер саздак жерлердин көмүртек бюджетин изилдөөдө маанилүү ролду ойнойт. Бул макалада камыштуу саздак жерлердин экосистемасы изилдөө объектиси катары алынып, саздак жердин биологиялык көмүртекти сиңирүү мүмкүнчүлүгүн баалоо жана талдоо үчүн алыстан зонддоо инверсиясын баалоо жана жер астындагы маалыматтарды колдоо айкалышы колдонулат, саздак жерлердин ресурстарын коргоо жана рационалдуу пайдалануу, ошондой эле глобалдык климаттын өзгөрүшүнө каршы күрөшүү үчүн илимий негиз түзүлөт.

Техникалык чечим

техникалык жол

Саздак жерлердин көмүртекти секвестрлөөсүн баалоодо көп спектрлүү жогорку чечилиштеги спутниктик сүрөттөр негизги маалымат булагы болуп саналат, алдын ала иштетүү радиометриялык жана орторектификацияны камтыйт. Объектке багытталган ыкмалар камыштуу саздак жерлерди автоматтык түрдө бөлүп алуу үчүн колдонулат, бул алардын изилдөө аймагындагы таралуу диапазонун көрсөтөт. Андан кийин камыштуу саздак жерлерде көмүртекти секвестрлөөгө байланыштуу алыстан зонддоо параметрлери тескери бурулат жана инверсиялык модель аркылуу изилдөө аймагында камыштуу көмүртекти секвестрлөөнүн мейкиндик таралуу картасы алынат.

Алыстан зонддоо сүрөттөрүн алдын ала иштетүү

Көмүртектин сиңүүчү жерлерин алуу үчүн көп спектрлүү алыстан зонддоо сүрөттөрүн маалымат булагы катары колдонуудан мурун, радиометриялык коррекциялоо, радиометриялык калибрлөө, атмосфералык коррекциялоо, орторектификация, сүрөттөрдү мозаикалоо жана маалыматтар боюнча кесүү сыяктуу операцияларды аткаруу зарыл.

• Радиацияны коррекциялоо

Радиометриялык коррекция негизинен сенсор тарабынан алынган максаттуу өлчөө маанилери менен сенсордун өз шарттары, атмосфералык шарттар, күндүн абалы жана бурчу, ошондой эле айрым сөзсүз боло турган ызы-чуу сыяктуу факторлордон улам келип чыккан максаттуу өлчөө маанилеринин, мисалы, максаттуу спектрдик эмиссиянын же спектрдик нурлануунун ортосундагы айырмачылыктарды жок кылуу үчүн колдонулат. Радиометриялык коррекция негизинен эки бөлүктөн турат: радиометриялык калибрлөө жана атмосфералык коррекция.

• Радиацияны калибрлөө

Радиометриялык калибрлөө алынган алыстан зонддоо маалыматтарын, адатта сүрөттүн боз түстөгү маанилерин, чыныгы физикалык чоңдуктарга (мисалы, нурлануу маанилери, жерге чагылдыруу ж.б.) айландырат. Анын негизги максаты - сенсордун өзүндөгү каталарды жок кылуу жана сенсордун кире беришиндеги так радиометриялык маанилерди аныктоо. Радиометриялык калибрлөө абсолюттук радиометриялык калибрлөө жана салыштырмалуу радиометриялык калибрлөө болуп бөлүнөт.

• Атмосфералык коррекция

Атмосфералык коррекция, биринчи кезекте, жердин чыныгы чагылдыруу жөндөмүн алуу үчүн атмосфералык таасирлерден келип чыккан радиациялык каталарды жок кылууну камтыйт. Жер сенсору тарабынан акыры кабыл алынган бутанын жалпы нурлануусу чыныгы беттик нурлануу эмес, анткени ага атмосферадагы аэрозоль чачырашы жана күн нуру сыяктуу факторлор таасир этет.

• Орфографиялык калибрлөө

Орторектификация – бул сүрөттүн мейкиндик жана геометриялык бурмалоолорун оңдоо, сүрөттүн кыйшайышын жана проекциялоо каталарын жок кылуу жана ошону менен көп борборлуу проекциялык тегиздик ортофотосун чыгаруу процесси.

• Сүрөттү мозаикалоо жана кесүү

ENVI иштетүү программасын колдонуу менен, изилдөө аймагын камтыган ошол эле маалымат булагынан алынган алыстан зонддоо сүрөттөрү мозаикалаштырылып, камыш изилдөө аймагынын сүрөтүн алуу үчүн мозаикаланган сүрөттөр изилдөө аймагынын вектордук диапазонуна ылайык кесилген.

▲ Көп спектрлүү алыстан зонддоо сүрөттөрүндөгү камыштардын таралыш картасы

Изилдөө ыкмалары

Бул изилдөөдө, алыстан зонддоо сүрөттөрүнөн камыштуу саздак жерлерди автоматтык түрдө алуу үчүн негизинен объектиге багытталган ыкма колдонулган. Саздак жерлер табигый камыш аймактарына жана жасалма камыш аймактарына бөлүнгөн. Алыстан зонддоо сүрөттөрүнүн спектрдик маалыматы изилдөө аймагындагы көмүртектин сиңүүсүнө байланыштуу алыстан зонддоо факторлорун тескери бурмалоо үчүн колдонулган жана бир нече алыстан зонддоо факторлорунун параметрлерин интеграциялоо аркылуу комплекстүү көмүртектин сиңүүсү бааланган.

Алыстан зонддоо инверсиясынын жыйынтыктары

2022-жылы көмүртек раковиналарын бөлүштүрүү

Изилдөө аймагындагы көмүртектин сиңирилиши үлгү участогунун изилдөө маалыматтарынын негизинде эсептелген. 2022-жылдын январь, июнь жана сентябрь айларындагы аралыктан зонддоо маалыматтары тандалып алынган. Камыш саздак жерлеринде көмүртектин сиңирилишин инверсиялык баалоо үчүн оптималдуу регрессиялык моделди түзүү максатында, NDVI, MSAVI, RVI, SAVI жана DVI өсүмдүктөр индекстери менен үлгү участогундагы көмүртектин сиңирилишинин ортосунда корреляциялык талдоо жүргүзүлдү. Изилдөө аймагында ар кандай мезгилдерде ай сайын көмүртектин сиңирилишинин мейкиндик бөлүштүрүлүшү жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй, аралыктан зонддоону баалоо моделин колдонуу менен алынган. Бул 2022-жылы үч мезгилдин ар кайсы айларында камыш көмүртектин сиңирилишинин бөлүштүрүлүшүн чагылдырат. Камыштардын көмүртектин сиңирүү жөндөмдүүлүгүнө сезондук факторлор олуттуу таасир этет; январь айындагы жаз мезгилинде көмүртектин сиңирүү жөндөмдүүлүгү алсыз, дээрлик жок; июнь айындагы жай мезгилинде камыштын өсүшү менен көмүртектин сиңирүү жөндөмдүүлүгү акырындык менен жогорулайт; жана сентябрь айынан баштап камыштардын көмүртектин сиңирүү жөндөмдүүлүгү алсырай баштайт.

Изилдөө объектиси катары камыш саз экосистемаларын колдонуу менен, бул изилдөө саздардын көмүртекти сиңирүү мүмкүнчүлүгүн баалоо жана талдоо үчүн талаа изилдөөлөрүн жана аралыктан зонддоону чечмелөөнүн айкалышын колдонот. Андан тышкары, ал жергиликтүү өнүгүү шарттарына жана улуттук экономикалык жана социалдык өнүгүүгө негизделген көмүртекти сиңирүү мүмкүнчүлүгүн болжолдойт, камыш саз ресурстарын коргоо жана рационалдуу пайдалануу, ошондой эле глобалдык климаттын өзгөрүшүнө каршы күрөшүү үчүн илимий негиз түзөт.