Смарт-технологии мониторинга, моделирования и оценки экосистемных сервисов зеленой инфраструктуры и почв для поддержки принятия решений в сфере устойчивого развития городов на фоне глобальных изменений

Смарт-технологии мониторинга, моделирования и оценки экосистемных сервисов зеленой инфраструктуры и почв для поддержки принятия решений в сфере устойчивого развития городов на фоне глобальных изменений

Идея проекта

Проект 2019–2022 был посвящен разработке технологий для количественной и качественной оценки экосистемных сервисов (услуг) городской зеленой инфраструктуры (ГЗИ) как основы устойчивого развития урбоэкосистем. В рамках проекта 2023–2025 планируется перейти на новый уровень восприятия ГЗИ как социально-экологической системы, т.е. системы, в которой присутствуют био-гео-физические составляющие и процессы, а также социальные факторы и институты.

В рамках проекта работа ведется в 3 рабочих группах (Work packages, WPs):

  1. WP1 — анализ зеленой инфраструктуры.
  2. WP2 — почвенный анализ.
  3. WP3 — мониторинг и микроклиматическое моделирование.

Рабочие группы WG 1 (зеленая инфраструктура), WG 2 (качество почв) и часть WG3 (мониторинг и микроклиматическое моделирование) будут объединены в центр мониторинга и моделирования (CMM). ГИС-группа и часть WG3 (мезоклиматическое моделирование) объединятся в кластер пространственного анализа и ландшафтно-экологического планирования (SA&LP). Из состава WG6 (оценка экосистемных услуг (ESA)) будет выделена отдельная группа социально-экономического анализа (SEA), которая будет усилена новыми сотрудникам с экспертизой в данной сфере. Инфраструктурная часть (северный и южный стационары, химическая и микробиологическая лаборатории), а также группы менеджмента (WG8, PM) и информационного продвижения (WG7, PD) сохранятся, при этом их функционал будет адаптирован под решение новых задач.

 

Основные объекты исследования:

  • объекты вертикального озеленения (эксплуатируемые и неэксплуатируемые кровли);
  • водно-зеленая инфраструктура в экстремальных условиях (арктический или аридный климат, зоны воздействия предприятий или бывшие промышленные объекты);
  • проекты вовлечения жителей в устойчивое развитие городской зеленой инфраструктуры (сити-фермерство, со-production, проекты экопросвещения).

Задачи проекта:

  1. Разработка универсальных комплексных подходов к оценке спроса и предложения экосистемных услуг зеленых насаждений на уровне города, основанного на совмещении данных дистанционного зондирования, краудмэппинга и методов гражданской (волонтерской) науки;
  2. Анализ и моделирование спроса и предложения экосистемных услуг типовых объектов зеленой инфраструктуры на основании процессных/ балансовых подходов (биогеохимический блок) и экспертных интервью для оценки структуры принятия хозяйственно-экономических решений (социальный блок);
  3. Адаптация разработанного социально-экологического подхода для поддержки принятия решений по устойчивому развитию зеленой инфраструктуры на реальных примерах (case studies), которые различны по масштабу, климатическим условиям, функциональному назначению и уровню обеспеченности данными.
Цели проекта
  • Анализ и количественная оценка спроса и предложения экосистемных услуг ГЗИ с учетом их пространственно-временной неоднородности.
  • Разработка комплексных междисциплинарных и разноуровневых подходов к анализу ГЗИ.
Руководитель проекта Все участники
empty-photo

Васенев Вячеслав Иванович

кандидат биологических наук, координатор исследовательского центра «Интеллектуальные технологии для устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений» РУДН; доцент кафедры ландшафтного дизайна и устойчивого развития РУДН; заместитель директора по исследованиям и международным связям Департамента ландшафтного дизайна и устойчивого развития РУДН.
Результаты проекта
Анализ и количественная оценка спроса и предложения экосистемных услуг ГЗИ с учетом их пространственно-временной неоднородности и разработка комплексных междисциплинарных и разноуровневых подходов к анализу ГЗИ как сложной социально-экологической системы с целью достижения углеродной нейтральности, формирования комфортного микроклимата в контексте климатической адаптации, снижения загрязнения атмосферного воздуха за счет поглощения тонкой пыли, сохранения (иди оптимизации) биоразнообразия, обеспечения рекреации и сохранения ментального здоровья.
На уровне города — универсальный комплексный подход к оценке спроса и предложения экосистемных услуг зеленых насаждений, который основан на следующих принципах: 1) систематизация и интеграция открытых источников пространственных данных; 2) разработка индикаторов и критериев оценки экосистемных услуг на основе выбранных источников; 3) приоритезация экосистемных услуг в зависимости от типа города и характеристик объектов зеленой и 4) разработка принципов верификации оценок.
На уровне типового объекта зеленой инфраструктуры — принципиально новый подход к оценке спроса и предложений на экосистемные услуги, основанный на комплексном анализе, мониторинге и процессном моделировании потоков энергии, воды и веществ в системе почвы (почвенные конструкции) — растения — атмосферный воздух.
В сочетании с анализом системы принятия решений разработанная модель позволит не только давать количественные оценки спроса и предложения экосистемных услуг, но и прогнозировать их сезонную динамику и изменения для различных сценариев (например, для альтернативных проектов развития территории или с учетом климатических изменений).
Оборудование Весь список
Tree Talker
Прибор для определения движения древесного сокодвижения
Инфракрасный газовый анализатор
Прибор для мониторинга эмиссии углекислого газа почвами и фотосинтетической активности растений.
Датчики
Датчики для мониторинга температуры и влажности почв и зеленых насаждений.
Кондуктометр
Прибор, позволяющий определять электропроводность жидкости (например, почвенного раствора), что является интегральной характеристикой засоленности.
Беспилотный летательный аппарат с гиперспектральной камерой
Позволяет получать снимки высокого разрешения (до 1 см) в различных диапазонах и оценивать состояние зеленых насаждений по вегетационным индексам.
Портативный XRF-анализатор (рентген-флюоресцентный анализатор)
Используется для быстрой идентификации и неразрушающего анализа химических элементов в почвах от магния (Mg) до урана (U).
Оптико-эмиссионный спектрометр
Оптико-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой для определения металлов и некоторых неметаллов в почве и воде. Прибор работает только с жидкими образцами, соответственно для пробоподготовки почвы мы используем систему микроволнового разложения.
Анализатор углерода и азота
Возможен анализ как в твердых пробах, так и в жидких пробах.
Газовые хроматографы - 2 штуки
Один с классическими детекторами пламенно-ионизазионным и электрон-захватным используется под анализ парниковых газов, другой с масс-селективным детектором для анализа пестицидов, ПХБ и жирно-кислотного состава.
Спектрофотометры
Анализ содержания органического вещества и анионов в почве и воде.
Флюориметр
Анализ нефтепродуктов, фенольного индекса в почве и воде.