Izvestia Vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying Izvestia Vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» 0536-101X 2618-7299 6a9c161a32807fdbab871706 10.30533/GiA-2025-046 Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия Earth aerospace survey, photogrammetry Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия Greenhouse gases regional distribution depending on landscape and geographical features based on space survey materials (Chechen Republic as the example) Особенности регионального распределения парниковых газов в зависимости от ландшафтно-географических факторов по материалам космической съемки (на примере Чеченской Республики) Мячина Ксения Викторовна Myachina Ksenya V. Viktorovna Керимов Ибрагим Ахмедович Kerimov Ibrahim A. Ahmedovich Ряхов Роман Васильевич Ryahov Roman V. Vasil'evich Щавелев Антон Николаевич Schavelev Anton N. Nikolaevich ФГБОУ ВО «Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова» Грозный Россия Grozny State Oil Technological University named after Academician M.D. Millionshchikov Grozny Russian Federation ФГБОУ ВО «Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова» Грозный Россия Grozny State Oil Technological University named after Academician M.D. Millionshchikov Grozny Russian Federation Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН) Оренбург Россия Institute of Steppe, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences Orenburg Russian Federation Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН) Оренбург Россия Institute of Steppe, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences Orenburg Russian Federation 29 08 2025 29 08 2025 69 4 45 58 17 03 2025 22 08 2025 © 2025 Мячина К.В., Керимов И.А., Ряхов Р.В., Щавелев А.Н. © 2025 Myachina K.V., Kerimov I.A., Ryahov R.V., Schavelev A.N. 2025 Мячина Ксения Викторовна, Керимов Ибрагим Ахмедович, Ряхов Роман Васильевич, Щавелев Антон Николаевич Myachina Ksenya V. Viktorovna, Kerimov Ibrahim A. Ahmedovich, Ryahov Roman V. Vasil'evich, Schavelev Anton N. Nikolaevich https://vre.unitech-mo.ru/en/nauka/publications/6a9c161a32807fdbab871706/view

Локальные и региональные особенности эмиссии и поглощения парниковых газов, способствующие формированию концентраций последних в атмосфере, являются в настоящее время основными вопросами научной климатической повестки. Регионом исследования стала Чеченская Республика, включающая 12 ландшафтно-географических районов и характеризующаяся территориальной диверсификацией землепользования: на севере, в полупустынной зоне, преобладают пастбища; в северно-центральных и центральных степных районах — распахиваемые земли и урбанизированные территории; южные районы предгорья, низкогорья, среднегорья и высокогорья в основном заняты лесными массивами и луговыми горными пастбищами. Выполнен анализ динамики содержания парниковых газов (диоксида углерода и метана) в атмосфере региона, а также разработана классификация ландшафтов Чеченской Республики по уровню поглотительного потенциала в отношении атмосферного углерода на основе спутниковых снимков Sentinel-2, Sentinel-5P, OCO-2. Выявлено, что содержание диоксида углерода в атмосфере региона неравномерно: максимальные значения прослеживаются в северной части, в равнинных степных и полупустынном районах с преобладанием пастбищ; минимальные — на юге, в низкогорных, среднегорных и высокогорных районах горных лесов и луговых пастбищ. Максимальные концентрации метана отмечаются в предгорных районах. Наблюдается устойчивый тренд ежегодного роста содержания рассматриваемых парниковых газов в атмосфере. Выделено пять классов ландшафтов, характеризующихся различными уровнями поглотительного потенциала. В северном равнинном полупустынном пастбищном районе процессы эмиссии преобладают над депонированием. В северно-центральных и центральных степных районах, где большую площадь занимают пашни и урбанизированные территории, отмечается незначительный перевес эмиссии над поглощением. Баланс системы «эмиссия — поглощение» в регионе начинается с предгорно-равнинных лесостепных территорий и охватывает южные лесные и луговые горные районы, где депонирование начинает постепенно превалировать над эмиссией.

Local and regional features of greenhouse gas emissions and absorption, contributing to the formation of their concentrations in the atmosphere, have been the main issues of the scientific climate agenda in recent years. The study region is the Chechen Republic, including 12 landscape-geographical regions and characterized by territorial diversification of land use. In the north of the region, in the semi-desert zone, pastures predominate; in the north-central and central steppe regions – arable lands and urbanized territories; the southern areas of the foothills, lowlands, midlands and highlands are mainly occupied by forests and meadow mountain pastures. The objectives of the work are to analyze the dynamics of greenhouse gas (carbon dioxide and methane) content in the atmosphere of the region and to classify the landscapes of the Chechen Republic by the level of absorption potential for atmospheric carbon. Methods: analysis of satellite images Sentinel-2, Sentinel-5P, OCO-2. It was revealed that the content of carbon dioxide in the atmosphere of the region is uneven: the maximum values are traced in the northern part, in the flat steppe and semi-desert areas with a predominance of pastures; the minimum – in the south, in the low-mountain, mid-mountain and high-mountain areas of mountain forests and meadow pastures. The maximum concentrations of methane are noted in the foothills. A stable trend of annual growth of the content of the considered greenhouse gases in the atmosphere is observed. Five classes of landscapes are distinguished, characterized by different levels of absorption potential. In the northern flat semi-desert pasture region, emission processes prevail over deposition. In the north-central and central steppe regions with a predominance of arable land and urbanized territories, an insignificant predominance of emission over absorption is noted. The balance of the emissionabsorption system in the region begins with the foothill-plain forest-steppe territories and covers the southern forest and meadow mountainous regions, where deposition processes gradually begin to prevail over emission.

 диоксид углерода метан спутниковые данные поглотительный потенциал ландшафтов Чеченская Республика carbon dioxide methane absorption deposition satellite data landscape absorption potential Chechen Republic

Nayak N., Mehrotra R., Mehrotra S. Carbon biosequestration strategies: a review // Carbon Capture Science & Technology. 2022. Vol. 4. P. 100065. DOI:10.1016/j.ccst.2022.100065. Nayak N., Mehrotra R., Mehrotra S. Carbon biosequestration strategies: a review // Carbon Capture Science & Technology. 2022. Vol. 4. P. 100065. DOI:10.1016/j.ccst.2022.100065. Zhao Y., Su Q., Li B., et al. Have those countries declaring “zero carbon” or “carbon neutral” climate goals achieved carbon emissions-economic growth decoupling? // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 363. P. 132450. DOI:10.1016/j.jclepro.2022.132450. Zhao Y., Su Q., Li B., et al. Have those countries declaring “zero carbon” or “carbon neutral” climate goals achieved carbon emissions-economic growth decoupling? // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 363. P. 132450. DOI:10.1016/j.jclepro.2022.132450. Tang Z., Wang Yu., Fu M., et al. The role of land use landscape patterns in the carbon emission reduction: Empirical evidence from China // Ecological Indicators. 2023. Vol. 156. P. 111176. DOI:10.1016/j.ecolind.2023.111176. Tang Z., Wang Yu., Fu M., et al. The role of land use landscape patterns in the carbon emission reduction: Empirical evidence from China // Ecological Indicators. 2023. Vol. 156. P. 111176. DOI:10.1016/j.ecolind.2023.111176. Hong C., Burney J.A., Pongratz J., et al. Global and regional drivers of land-use emissions in 1961–2017 // Nature. 2021. Vol. 589. P. 554–561. DOI:10.1038/s41586-020-03138-y. Hong C., Burney J.A., Pongratz J., et al. Global and regional drivers of land-use emissions in 1961–2017 // Nature. 2021. Vol. 589. P. 554–561. DOI:10.1038/s41586-020-03138-y. Houghton R.A., House J.I., Pongratz J., et al. Carbon emissions from land use and land-cover change // Biogeosciences. 2012. Vol. 9. No. 12. P. 5125–5142. DOI:10.5194/bg-9-5125-2012. Houghton R.A., House J.I., Pongratz J., et al. Carbon emissions from land use and land-cover change // Biogeosciences. 2012. Vol. 9. No. 12. P. 5125–5142. DOI:10.5194/bg-9-5125-2012. Quere C.L., Raupach M.R., Canadell J.G., et al. Trends in the sources and sinks of carbon dioxide // Nature Geoscience. 2009. Vol. 2. No. 12. P. 831–836. DOI:10.1038/ngeo689. Quere C.L., Raupach M.R., Canadell J.G., et al. Trends in the sources and sinks of carbon dioxide // Nature Geoscience. 2009. Vol. 2. No. 12. P. 831–836. DOI:10.1038/ngeo689. Habib S., Tahir F., Hussain F., et al. Current and emerging technologies for carbon accounting in urban landscapes: Advantages and limitations // Ecological Indicators. 2023. Vol. 154. P. 110603. DOI:10.1016/j.ecolind.2023.110603. Habib S., Tahir F., Hussain F., et al. Current and emerging technologies for carbon accounting in urban landscapes: Advantages and limitations // Ecological Indicators. 2023. Vol. 154. P. 110603. DOI:10.1016/j.ecolind.2023.110603. Альферов А.М., Блинов В.Г., Гитарский М.Л. и др. Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах / под ред. Д.Г. Замолодчикова, Д.В. Карелина, М.Л. Гитарского и др. Саратов: Амирит, 2017. 279 с. Al'ferov A.M., Blinov V.G., Gitarskiy M.L. i dr. Monitoring potokov parnikovyh gazov v prirodnyh ekosistemah / pod red. D.G. Zamolodchikova, D.V. Karelina, M.L. Gitarskogo i dr. Saratov: Amirit, 2017. 279 s. Borken W., Xu Y.J., Davidson E.A., et al. Site and temporal variation of soil respiration in European beech, Norway spruce, and Scots pine forests // Global Change Biology. 2002. Vol. 8. P. 1205–1216. DOI:10.1046/j.1365-2486.2002.00547. Borken W., Xu Y.J., Davidson E.A., et al. Site and temporal variation of soil respiration in European beech, Norway spruce, and Scots pine forests // Global Change Biology. 2002. Vol. 8. P. 1205–1216. DOI:10.1046/j.1365-2486.2002.00547. Raich J.W., Potter C.S., Bhagawati D. Interannual variability in global soil respiration, 1980-94 // Global Change Biology. 2002. Vol. 8. P. 800–812. DOI:10.1046/j.1365-2486.2002.00511.x. Raich J.W., Potter C.S., Bhagawati D. Interannual variability in global soil respiration, 1980-94 // Global Change Biology. 2002. Vol. 8. P. 800–812. DOI:10.1046/j.1365-2486.2002.00511.x. Bond-Lamberty B., Thomson A. Temperature-associated increases in the global soil respiration record // Nature. 2010. Vol. 464. P. 579–582. DOI:10.1038/nature08930. Bond-Lamberty B., Thomson A. Temperature-associated increases in the global soil respiration record // Nature. 2010. Vol. 464. P. 579–582. DOI:10.1038/nature08930. Yuan W., Liu S., Yu G., et al. Global estimates of evapotranspiration and gross primary production based on MODIS and global meteorology data // Remote Sensing of Environment. 2010. Vol. 114. P. 1416–1431. DOI:10.1016/j.rse.2010.01.022. Yuan W., Liu S., Yu G., et al. Global estimates of evapotranspiration and gross primary production based on MODIS and global meteorology data // Remote Sensing of Environment. 2010. Vol. 114. P. 1416–1431. DOI:10.1016/j.rse.2010.01.022. Curiel Yuste J., Janssens I.A., Carrara A., et al. Interactive effects of temperature and precipitation on soil respiration in a temperate maritime pine forest // Tree Physiology. 2003. Vol. 23. No. 18. P. 1263–1270. DOI:10.1093/treephys/23.18.1263. Curiel Yuste J., Janssens I.A., Carrara A., et al. Interactive effects of temperature and precipitation on soil respiration in a temperate maritime pine forest // Tree Physiology. 2003. Vol. 23. No. 18. P. 1263–1270. DOI:10.1093/treephys/23.18.1263. Chatterjee A., Jenerette G.D. Changes in soil respiration Q10 during drying-rewetting along a semi-arid elevation gradient // Geoderma. 2011. Vol. 163. P. 171–177. DOI:10.1016/j.geoderma.2011.04.003. Chatterjee A., Jenerette G.D. Changes in soil respiration Q10 during drying-rewetting along a semi-arid elevation gradient // Geoderma. 2011. Vol. 163. P. 171–177. DOI:10.1016/j.geoderma.2011.04.003. Karra K., Kontgis C., Statman-Weil Z., et al. Global land use / land cover with Sentinel-2 and deep learning // Proceedings of the IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS (July 11–16, 2021). Brussels, 2021. P. 4704–4707. DOI:10.1109/IGARSS47720.2021.9553499. Karra K., Kontgis C., Statman-Weil Z., et al. Global land use / land cover with Sentinel-2 and deep learning // Proceedings of the IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS (July 11–16, 2021). Brussels, 2021. P. 4704–4707. DOI:10.1109/IGARSS47720.2021.9553499. Metz E.-M., Vardag S.N., Basu S., et al. Soil respiration-driven CO2 pulses dominate Australia’s flux variability // Science. 2023. Vol. 379. No. 6639. P. 1332–1335. DOI:10.1126/science.add7833. Metz E.-M., Vardag S.N., Basu S., et al. Soil respiration-driven CO2 pulses dominate Australia’s flux variability // Science. 2023. Vol. 379. No. 6639. P. 1332–1335. DOI:10.1126/science.add7833. Nassar R., Hill T.G., McLinden C.A., et al. Quantifying CO2 emissions from individual power plants from space // Geophysical Research Letters. 2017. Vol. 44. No. 19. P. 10,045–10,053. DOI:10.1002/2017GL074702. Nassar R., Hill T.G., McLinden C.A., et al. Quantifying CO2 emissions from individual power plants from space // Geophysical Research Letters. 2017. Vol. 44. No. 19. P. 10,045–10,053. DOI:10.1002/2017GL074702. Chan K.-L., Xu J., Slijkhuis S., et al. TROPOspheric Monitoring Instrument observations of total column water vapour: algorithm and validation // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 821. P. 153232. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.153232. Chan K.-L., Xu J., Slijkhuis S., et al. TROPOspheric Monitoring Instrument observations of total column water vapour: algorithm and validation // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 821. P. 153232. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.153232. Мячина К.В., Керимов И.А., Ряхов Р.В. и др. Изучение поглотительной способности ландшафтов в отношении диоксида углерода с помощью ДДЗ (на примере степных, лесостепных и горнолесных регионов юга России) // Геология и геофизика Юга России. 2024. № 14(1). С. 141–151. DOI:10.46698/VNC.2024.41.38.010. Myachina K.V., Kerimov I.A., Ryahov R.V. i dr. Izuchenie poglotitel'noy sposobnosti landshaftov v otnoshenii dioksida ugleroda s pomosch'yu DDZ (na primere stepnyh, lesostepnyh i gornolesnyh regionov yuga Rossii) // Geologiya i geofizika Yuga Rossii. 2024. № 14(1). S. 141–151. DOI:10.46698/VNC.2024.41.38.010.