Беспилотники помогут оценить состояние лесов Свердловской области

14:56, 21 сентября 2022

На карбоновом полигоне «Урал-Карбон» появились новые летательные аппараты [фоторепортаж]

Специалисты карбонового полигона «Урал-Карбон» при финансовой поддержке Минобрнауки России приобрели новое оборудование — беспилотные летательные аппараты стоимостью 5 млн рублей каждый. Два промышленных беспилотника помогут оценить состояние лесов Свердловской области: количество и качество деревьев, растительности, потенциальные запасы углерода и другие параметры.

«Каждый дрон оборудован двумя навесными приборами — лидаром (лазерный радар) и мультиспектральной камерой. Лидар передает трехмерное изображение поверхности, с его помощью можно определить высоту деревьев, кустарников, оценить густоту насаждения растительности. Мультиспектральная камера обеспечивает оценку состояния растительности, количества зеленой фотосинтезирующей массы, способной удержать углерод. Для этого камера имеет пять объективов, которые видят в разных спектрах: два диапазона в красной части спектра, зеленый, синий, инфракрасный. Это позволяет корректно отслеживать цветовые спектры растительности и оценивать количество сохранившейся зелени даже, например, осенью», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ Константин Грибанов.

Полученные мультиспектральные данные и результаты лазерного сканирования изучат специалисты Уральского государственного лесотехнического университета и УрФУ. Он сравнят данные с беспилотников и со спутников, а также с наземных приборов измерения. Соотношение всех показателей позволит построить математические модели для оценки депонирования углерода древесной растительностью как на участках карбонового полигона, так и в дальнейшей работе на произвольных участках лесных экосистем на территории РФ. С их помощью ученые оценят, сколько углерода способна поглотить растительность на определенной территории.

«Эта технологическая часть очень важна для будущего практического применения. Особенно при создании карбоновой фермы, в качестве которой может выступить искусственно созданное лесное насаждение, где потребуется ежегодно оценивать прирост фитомассы древесной растительности для того, чтобы повысить точность количественной оценки депонируемого ей углерода, — говорит проректор по научной работе и инновационной деятельности УГЛТУ Валерий Фомин. — Сравнение ежегодных данных, полученных с использованием высокотехнологичной аппаратуры беспилотного летательного аппарата, поможет получить сведения о высоте древесных растений. А зная закономерности изменения фитомассы деревьев с возрастом, мы сможем получить количественные оценки ежегодного увеличения запаса углерода в лесном насаждении и, соответственно, рассчитать углеродные единицы (эквивалент одной тонне углекислого газа), продуцируемые такой карбоновой фермой».

Кроме того, на карбоновом полигоне монтируется мачта для измерения потоков по методу турбулентных пульсаций — (стальная мачта серии CT-S3T, оборудование Li-Cor), которая также поможет ученым оценить потоки CO₂ над экосистемой участка карбонового полигона в окрестностях Коуровской астрономической обсерватории.

Справка

Карбоновые полигоны — это территории с наиболее типичными для конкретного региона экосистемами, выбранные для изучения баланса климатических активных газов. Сотрудники университетов и научных организаций карбоновых полигонов проводят ряд важнейших исследований в сфере экологии.

Депонирование углерода — это связывание углерода лесными массивами, болотами и растительностью, предотвращающее его выход в атмосферу. Удержание углерода в лесах позволяет убрать его негативное влияние на атмосферу Земли.

Полигон «Урал-Карбон» представлен таежными лесами, т. к. лесные земли составляют 70 % территории Свердловской области, а тайга — один из наиболее значимых резервуаров стока углерода из атмосферы за счет фотосинтеза и его долговременного хранения. Площадки для исследований — Коуровская астрономическая обсерватория УрФУ и Уральский учебно-опытный лесхоз Уральского государственного лесотехнического университета. В проекте также участвуют Уральский государственный аграрный университет, Институт экологии растений и животных Уральского отделения РАН, Институт промышленной экологии УрО РАН, Институт математики и механики УрО РАН и Ботанический сад УрО РАН.