CC BY
27
————————— СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК =========
УДК 631.4
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕМНОЦВЕТНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВ В СЕВЕРНОМ ПРИКАСПИИ ПО ДАННЫМ КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ (НА ПРИМЕРЕ
ДЖАНЫБЕКСКОГО СТАЦИОНАРА)1
© 2010 г. М.В. Конюшкова*, Д.Н. Козлов**
*Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН Россия, 119017Москва, Пыжевский пер. 7. Е-mail: [email protected] **Географический факультет Московского Государтвенного Университета
им. М.В. Ломоносова
Россия, 119991 Москва, Воробьевы горы, МГУ, ГСП-1. E-mail: [email protected]
Реферат. Темноцветные черноземовидные почвы - наиболее плодородные почвы опустыненных степей, занимающие неглубокие понижения микро- и мезорельефа севера Прикаспийской низменности, хорошо распознаются в автоматическом режиме при любом типе антропогенного воздействия (кроме лесных пространств агролесомелиоративных систем). Они характеризуются более высокими по сравнению с остальными почвами значениями вегетационного индекса NDVI. На основе автоматического дешифрирования снимка Quickbird (разрешение 2.44 м) составлена карта распространения темноцветных черноземовидных почв в районе Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН (общая площадь исследования 50.6 км2), фрагмент которой приведен в статье. Точность дешифрирования темноцветных почв составляет 77%. В скользящем окне 15 х 15 пикселей рассчитано долевое участие темноцветных черноземовидных почв в почвенном комплексе и составлена картограмма, отражающая неравномерное распространение этих почв по территории исследования. Она приведена в статье полностью. В районе Джаныбекского стационара преобладают комплексы с долевым участием темноцветных почв 0-25%. Ключевые слова: анализ изображения, почвенные карты, почвенная съемка, классификация с обучением.
Введение
Темноцветные черноземовидные (или лугово-каштановые) почвы развиваются в условиях повышенного поверхностного увлажнения, иногда сопровождаемого повышенным грунтовым увлажнением. Это самые плодородные почвы опустыненных степей Прикаспия. Они распространены на плоских недренированных равнинах Прикаспийской низменности и входят в состав почвенных комплексов и сочетаний, занимая отрицательные элементы рельефа - падины и западины, представляющие собой замкнутые понижения, разбросанные по поверхности равнины. Падины представляют собой депрессии, дно которых на 1-1.5 м ниже, чем окружающая их равнина. Их площадь составляет единицы и десятки гектар. К западинам относят более мелкие депрессии диаметром от нескольких метров до 15-20 м и глубиной от 3 до 25 см (Вишневская, 1964; Мозесон, 1952, 1955; Роде, Польский, 1961).
Согласно среднемасштабной почвенной карте Прикаспийской низменности и Южного Заволжья в пределах междуречья Волги и Урала (М 1:200 000), составленной в 1951 г., район Джаныбекского стационара занят почвенными комплексами двух типов: в северо-восточной
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 07-04-00136, 10-04-00394).
46
части распространены остепняющиеся луговато-степные комплексы с преобладанием светло-каштановых солонцеватых почв, а остальная (большая) часть района стационара занята собственно луговато-степным комплексом с преобладанием солонцов (рис. 1). Исходя из данных карты, в районе Джаныбекского стационара солонцы занимают 65-80% от площади комплекса (без учета почв падин, которые занимают 10-25% от площади контура), лугово-каштановые - 10-25%, светло-каштановые - <10% от площади комплекса.
В то же время исследованиями на Джаныбекском стационаре было показано, что доля разных почв в комплексе существенно варьирует. Так, в работе А. А. Роде и М.Н. Польского (1961), показано, что на солонцы приходится 50% и более от площади комплекса, на лугово-каштановые почвы 20-25%, на светло-каштановые почвы - около 25%. Д.Л. Мозесон (1952, 1955) указывает, что в пределах небольшого участка формируются комплексы, различающиеся по процентному участию компонентов. В своей работе Д.Л. Мозесон оценил лишь долю участия западин (т. е. косвенно долю лугово-каштановых почв). Он указывает, что западины занимают от 12 до 26%, местами достигая 75% от площади комплекса. Он выделяет 3 типа микрорельефа: радиально-куполовидный, водораздельный и плоский (Мозесон, 1952). Относительная выровненность водораздельного и плоского типа микрорельефа способствует застаиванию талых вод и формированию западин. Радиально-куполовидный микрорельеф отличается более выраженным общим уклоном поверхности, что определяет проточный характер поверхностного стока и, как следствие, ограниченное развитие западин. Дальнейшие исследования, проведенные Н.Б. Хитровым на участках, описанных Д.Л. Мозесоном, показали, что каждый из типов микрорельефа характеризуется специфическим набором почвенных компонентов (Хитров, 2004). Для плоского типа микрорельефа (пониженного по сравнению с остальными типами) характерно преобладание лугово-каштановых и светло-каштановых почв (примерно по 40%), на светло-каштановые солонцеватые почвы и солонцы приходится около 10%, на остальные разновидности почв приходится также около 10% от площади комплекса. При водораздельном типе микрорельефа в почвенном комплексе на все компоненты приходится примерно равное количество площади: 15-20% - на лугово-каштановые почвы, 25% - на светло-каштановые, около 25% - на светло-каштановые солонцеватые, 10-15% - на солонцы и около 20% - на остальные разновидности почв. Исследованиями А.Ф. Большакова, проведенными восточнее стационара, показано, что доля западин составляет 35-40% (Большаков, 1937).
Как видим, данные по соотношению площадей компонентов комплекса существенно расходятся, что свидетельствует о том, что оно не является постоянным для территории Джаныбекского стационара. До настоящего времени не было составлено крупномасштабной почвенной карты стационара, на основании которой можно было бы оценить особенности распространения темноцветных почв падин и западин. Существуют детальные почвенные карты на небольшие ключевые участки: на два участка площадью 18 и 10 га масштаба 1:1000 и на пять участков площадью по 0.6 га масштаба 1:250 (Каменецкая, 1952; Роде, Польский, 1961; Хитров, 2005). Все участки, кроме участка площадью 18 га, в настоящее время заняты лесными насаждениями государственной лесной полосы. С учетом того, что общая площадь стационара составляет 1610 га, то почвенной съемкой обеспечено лишь 2% площади стационара.
Составление крупномасштабных карт почв солонцовых комплексов осложнено из-за особенностей структуры почвенного покрова: мелких размеров почвенных ареалов, многокомпонентности и высокой контрастности почвенных свойств, которые необходимо учитывать как при картографировании, так и при мелиорации почв солонцовых комплексов. В последнее десятилетие открылись новые возможности крупномасштабной картографии, благодаря появлению многозональной космической съемки высокого разрешения (с размерами пикселей, сопоставимыми или меньшими, чем средний размер почвенных ареалов
4 сн^к,сн + кл 12 Q
Рис. 1. Почвенный покров района Джаныбекского стационара (фрагмент Почвенной карты Прикаспийской низменности и Южного Заволжья в пределах междуречья Волги и Урала под редакцией Е.Н. Ивановой и
И.П. Герасимова, М 1:200 000, 1951 г. (все почвы глинистые и
тяжелосуглинистые пылеватые, кроме контура 7). Легенда: Комплексы: 1 -лугово-степной комплекс солонцов солончаковатых с лугово-каштановыми (25-50%) и светло-каштановыми солонцеватыми почвами (<10%); 2 - лугово-степной комплекс светло-каштановых солонцеватых с солонцами солончаковыми (10-25%) и лугово-каштановыми почвами (10-25%); 3 - лугово-степной комплекс солонцов солончаковатых со светло-каштановыми солонцеватыми (25-50%) и лугово-каштановыми почвами (<10%); 4 - сочетание лугово-степных комплексов из солонцов солончаковых, лугово-каштановых (10-25%) и светло-каштановых солонцеватых (<10%) почв с лугово-каштановыми почвами (10-25%); 5 -лугово-степной комплекс солонцов солончаковых с лугово-каштановыми почвами (25-50%). Некомплексные почвы и сочетания: 6 - сочетание светло-каштановых солонцеватых почв и солонцов солончаковатых (<10%); 7 - то же, среднесуглинистые пылеватые, подстилаемые легкими суглинками, супесями или песком; 8 - лугово-каштановые солонцеватые; 9 - луговые осолоделые почвы; 10 -солонцы луговые солончаковатые. Условные обозначения: 11 - район исследования; 12 -государственные лесополосы; 13 - усадьба стационара; 14 - железнодорожные пути; 15 -государственная граница (Россия - Казахстан). Fig. 1. The soil cover of the Dzhanybek area (the fragment of the Soil Map of the Caspian Lowland and Southern Trans-Volga region in the Volga and the Ural interfluve, Eds. E.N. Ivanova and I.P. Gerasimov, 1:200 000, 1951 (all soils excluding polygon #7 are silty clayey of silty heavy loamy). Map legend: Soil associations: 1 - meadow-steppe soil association consisting of solonchakous solonetzes with meadow chestnut (25-50%) and light chestnut solonetzic soils (<10%); 2 -meadow-steppe soil association consisting of light chestnut solonetzic soils with solonchakous solonetzes (10-25%) and meadow chestnut soils (10-25%); 3 - meadow-steppe soil association consisting of solonchakous solonetzes with light chestnut solonetzic soils (25-50%) and meadow chestnut soils (<10%); 4 - the combination of meadow chestnut soils (10-25%) with the meadow-steppe soil association consisting of solonchakous solonetzes with meadow chestnut (10-25%) and light chestnut solonetzic soils (<10%); 5 - meadow-steppe soil association consisting of solonchakous solonetzes with meadow chestnut soils (25-50%). Noncomplex soils and soil combinations: 6 - the combination of light chestnut solonetzic soils and solonchakous solonetzes (<10%); 7 -the same, silty medium loamy, underlain by light loams, loamy sands and sands; 8 - meadow chestnut solonetzic soils; 9 - meadow solodic soils; 10 - meadow solonchakous solonetzes. Map symbols: 11 - study area; 12 - state forest shelterbelts; 13 - the premises of the Dzhanybek research station; 14 - railway; 15 - state border between Russia and Kazakhstan.
солонцовых комплексов) и компьютерных программ для их обработки.
На основе автоматического дешифрирования космического снимка Quickbird с разрешением 2.44 м была составлена крупномасштабная почвенная карта Джаныбекского стационара и его окрестностей, на которой нашли свое географическое отражение особенности дифференциации почвенного покрова района стационара. В данной статье приводятся результаты автоматического дешифрирования темноцветных черноземовидных почв западин и падин.
Объекты и методы исследований
Использовался снимок с американского спутника Quickbird (дата съемки 13 сентября 2006 г.) района Джаныбекского стационара в пределах 49.35-49.43° с. ш. и 46.75-46.84° в. д. Он характеризуется очень высоким пространственным разрешением - 2.44 м в многозональном режиме съемки - и высоким радиометрическим разрешением - 11 бит/пиксел (2048 градаций серого в каждой спектральной зоне съемки). Снимок перед поставкой был подвержен ортотрансформации и стандартной радиометрической и геометрической коррекции, при которой устраняются помехи, внесенные спутниковым сенсором. В таком виде (без дальнейших модификаций) он был подвергнут анализу.
Кроме снимка Quickbird, мы располагали снимками КФА-1000 за 1979, 1993, 1999 гг. (разрешение 10-15 м) и снимком Landsat за 1986 г. (разрешение 30 м), которые были использованы для составления карты землепользования в районе Джаныбекского стационара.
Карта видов антропогенного воздействия района Джаныбекского стационара по состоянию на 2006 г. была составлена на основе визуального дешифрирования имеющихся космических снимков (за 1979, 1986, 1993, 1999 и 2006 гг.; рис. 2). Выделение земель разного использования является необходимым этапом, предваряющим автоматическую обработку снимка, т. к. антропогенное воздействие сильно изменяет отражательную способность земной поверхности. Анализ снимка проводился отдельно для следующих шести видов земель: целины без перевыпаса, целины с перевыпасом, залежи без перевыпаса, залежи с перевыпасом, межполосных и лесных пространств агролесомелиоративных систем. Перевыпас на целине и залежи дешифрируется как визуально по общей осветленности тона, так и автоматически. В последнем случае перевыпас выделяется по высоким значениям суммы яркостей отражения во всех каналах съемки (nir+red+green+blue > 1500 единиц яркости), где nir, red, green, blue -яркость отражения в ближнем инфракрасном, красном, зеленом и голубом канале, соответственно.
Основная часть работы со снимком была выполнена в геоинформационной программе ILWIS 3.6 Open. Составление боксплотов и дискриминантный анализ проводились с использованием программы STATISTICA 6.0.
Полевые работы осуществлялись в период с 2002 по 2009 гг. Общая площадь
22
исследования составила 50.6 км , из которой 16.1 км - площадь стационара. Основой для анализа стали 13 трансект (10 - на целине, 3 - на залежи), а также детальная почвенная карта, составленная Г.С. Базыкиной в 1968 г. на ключевые участки агролесомелиоративной системы (АЛМС) «Новый опыт». Длина трансект составляла от 50 до 130 м (в среднем около 100 м). Различие в длине трансект было вызвано тем, что для обеспечения очень точной привязки к изображению на снимке концы трансекты должны были попасть в центр западин, хорошо видных на снимке.
Трансекты пересекли 728 пикселей снимка, но 192 из них попали на границу почвенных ареалов либо включают ареалы нескольких почв, поэтому в итоге в выборку для дальнейшего анализа вошло 536 пикселей (125 по темноцветным, 126 по светло-каштановым почвам, 65 по солонцам остепняющимся и 220 по солонцам солончаковым).
О 500 m
Рис. 2. Карта видов антропогенного воздействия на почвенно-растительный комплекс в районе Джаныбекского стационара: 1 - целина без перевыпаса (3008.2 га); 2 - целина с перевыпасом (767.9 га);
3 - залежи с перевыпасом (259.6 га); 4 - залежи без перевыпаса (822.6 га); 5 - межполосные пространства агролесомелиоративных систем (118.3 га); 6 - лесные пространства агролесомелиоративных систем (81.7 га); 7 - анализ снимка не проводился (поселки, территории за пределами района исследования, облака и тени от облаков, другие антропогенные объекты; 1776.2 га); 8 - примерная граница стационара; 9 - почвенные трансекты и их номера. Fig. 2. The map of anthropogenic impact in the area of the Dzhanybek research station: 1 - virgin lands without overgrazing (3008.2 ha); 2 - virgin lands with overgrazing (767.9 ha); abandoned plowlands with overgrazing (259.6 ha);
4 - abandoned plowlands without overgrazing (822.6 ha); 5 - interbelts of agroforest amelioration systems (118.3 ha); 6 - wooded areas of agroforest amelioration systems (81.7 ha); 7 - the image analysis has not been performed (settlements, areas beyond study area, clouds and their shadows, other anthropogenic objects; 1776.2 ha); 8 - approximate boundary of the Dzhanybek research station; 9 - soil transects and their numbers.
Анализировались значения вегетационного индекса КОУ1, рассчитываемого как частное от деления (шг-геё)/(шг+геё). КОУ1 - показатель количества фотосинтетически активной биомассы, является одним из самых распространенных и используемых индексов для решения задач по количественной оценке состояния растительного покрова. Расчет КОУ1 базируется на двух наиболее стабильных (не зависящих от прочих факторов) участках спектральной кривой отражения сосудистых растений. В красной области спектра (0.6-0.7 мкм) лежит максимум поглощения солнечной радиации хлорофиллом высших сосудистых растений, а в инфракрасной области (0.7-1.0 мкм) находится область максимального отражения клеточных структур листа. То есть высокие значения КОУ1 свидетельствуют о густой активно фотосинтезирующей растительности, а низкие значения КОУ1 - о разреженной и (или) слабофотосинтезирующей растительности.
Использовалась номенклатура почв, приведенная в работе А.А. Роде и М.Н. Польского (1961). Корреляция названий с классификациями почв СССР и России отражена в таблице 1. В статье при анализе почв антропогенно измененных территорий для удобства анализа использовались названия исходных (целинных) почв.
Результаты исследований
Все данные по значениям вегетационного индекса КОУ1 в зависимости от почвы и типа антропогенного воздействия сведены на рисунке 3. Как видно из рисунка, для темноцветных черноземовидных (далее темноцветных) почв характерны более высокие значения КОУ1 по сравнению с остальными почвами комплекса. Исключение представляют только темноцветные почвы лесных пространств АЛМС, где независимо от типа почвы значения индекса очень высокие (по сравнению с остальными видами антропогенного воздействия): от 0.15 до 0.50 (в среднем выше 0.30). Этот результат закономерен, т.к. лесные территории всегда характеризуются более высокими значениями КОУ1, чем нелесные пространства (http://earthobservatory.nasa.gov...).
Таблица 1. Корреляция названий, используемых в статье, с классификациями 1977 и 2004 гг. Table 1. The correlation of soil names used in this paper with the names given in the Soviet and Russian soil classifications (1977, 2004).
Названия почв, используемые в статье Классификация почв 1977 г. Классификация почв 2004 г.
Солонцы солончаковые Солонцы остепняющиеся Светло-каштановые Темноцветные черноземо-видные почвы западин Темноцветные черноземо-видные почвы падин Солонцы полугидроморфные лугово-каштановые (солончаковые и солончаковатые) Светло-каштановые солонцеватые Светло-каштановые (обычные, глубоковскипающие, карбонатные перерытые) Лугово-каштановые (выщелоченные, обычные) Лугово-каштановые выщелоченные Солонцы светлые гидроме-таморфизованные (солончаковые и солончаковатые) Каштановые солонцеватые Каштановые (засоленные, типичные, турбированные) Каштановые гидрометаморфизованные Каштановые гидрометаморфизованные
КОУ1 темноцветных почв целинных территорий без перевыпаса в основном варьирует от 0.12 до 0.16, в среднем составляя около 0.14. Примерно в этом же диапазоне (от 0.13 до 0.17) варьируют значения КОУ1 темноцветных почв целины с перевыпасом, залежей без перевыпаса и межполосных пространств АЛМС, в среднем составляя около 0.15-0.16. На залежи с перевыпасом отмечены более высокие значения индекса: от 0.16 до 0.18 (при средних значениях около 0.17).
На основе дискриминантного анализа было проведено автоматическое дешифрирование (классификация с обучением) почв солонцовых комплексов с учетом вида антропогенного воздействия. Более подробно эту процедуру планируется описать в отдельной статье. Точность дешифрирования темноцветных почв (по результатам самоконтроля обучающей выборки) составила 77%. На рисунке 4 приведен фрагмент карты автоматического дешифрирования темноцветных почв. Как видно из рисунка, размеры, формы и концентрация темноцветных почв варьируют даже в пределах небольшого участка (1 км х 1 км).
Рис. 3. Боксплоты (медиана, квартили, минимум и максимум без выбросов) распределения значений вегетационного индекса NDVI темноцветной (ТЦ), светло-каштановой почвы (К1), солонца остепняющегося (СНост) и солончакового (СНск) в зависимости от типа антропогенного воздействия. Над каждым боксплотом объем выборки (количество пикселей). Fig. 3. Boxplots (median, quartiles, minimum and maximum without outliers) of NDVI values of dark-colored chernozem-like soils (ГЦ), light chestnut soils (К1), residual solonetzes (СНост) and solonchakous solonetzes (СНск). Above the boxplots, the quantity of pixels in sample sets are shown.
Генерализация полученной карты дешифрирования темноцветных почв была также проведена в автоматическом режиме. Для этого в программе Statistica было для каждого
пикселя снимка рассчитано количество соседей (темноцветных и нетемноцветных почв) в квадрате размером 15 х 15 пикселей. Размер скользящего квадрата был определен экспериментальным путем.
На основе полученных результатов была составлена картограмма долевого участия темноцветных почв (рис. 5). На полученной карте есть участки (обведены белыми линиями), где автоматическое дешифрирование почв произошло некорректно. Это связано с тем, что эти территории характеризуются хорошим состоянием растительности (показателем которого является вегетационный индекс) на всех компонентах комплекса в период съемки (сентябрь 2006 г.). Предположительно, причиной тому может быть повышенная увлажненность почв этих участков. Для более определенного решения этого вопроса требуются дополнительные исследования.
Статистическое распределение комплексов по долевому участию в них темноцветных почв отражено в таблице 2. Согласно этим данным, на территории исследования преобладают комплексы с участием темноцветных почв до 25%, доля которых составляет 56.5% от площади исследования. Среди этих комплексов выделяется группа с долевым участием темноцветных почв 0-5%, которая занимает около 20% от площади исследования.
Рис. 4. Автоматически отдешифрированные темноцветные черноземовидные почвы западин и падин (участок на север от стационара). Fig. 4. Automatically interpreted dark-colored
chernozem-like soils of small and large depressions (the plot is located to the north from the premises of the Dzhanybek research station).
Таблица 2. Доля комплексов с разным участием темноцветных почв (шаг 5%) в районе исследования. Table 2. The areas of soil associations with different portions (with 5% interval) of chernozem-like soils.
Доля темноцвет- Доля комплекса
ных почв от пло- от общей площади
щади комплекса, % исследования, %
0-5 19.7
5-10 11.4
10-15 9.7
15-20 8.9
20-25 6.8
25-30 5.7
30-35 4.7
35-40 4.1
40-45 3.1
45-50 2.6
50-55 2.2
55-60 2.1
60-65 1.7
65-70 1.5
70-75 1.5
75-80 1.5
80-85 1.4
85-90 1.6
90-95 1.9
95-100 7.8
Около 20% площади исследования приходится на комплексы с долевым участием темноцветных почв 25-50%. Крупные массивы комплексов с той или иной долей участия темноцветных почв сменяют друг друга с периодичностью порядка 0.5 км или первых единиц километров. В среднем, доля темноцветных почв падин и западин составляет около 30% от площади исследования.
Рис. 5. Картограмма процентного участия темноцветных почв в контуре (> нижнего значения и <= верхнего значения диапазона). Белыми линиями обведены фрагменты с высокими значениями NDVI всех компонентов комплекса. Fig. 5. The map of the portion of dark-colored chernozem-like soils (> than the lower boundary and <= that the upper boundary of the interval). The areas outlined with white lines have high NDVI of all components of soil association.
Географическое распределение темноцветных почв западин на Прикаспийской низменности обусловлено, в первую очередь, двумя факторами: дренированностью территории и характером пород (Будина, 1964; Вишневская, 1964). На дренированных
участках распространены комплексы с невысоким содержанием темноцветных почв (10-25%). На слабо дренированных участках распространены комплексы с более высоким содержанием темноцветных почв (25-50%). В случае формирования на породах, не предрасположенных к просадкам (слоистых, очень тяжелых или очень легких породах: тяжелых глинах, песках, супесях, легких опесчаненных суглинках), темноцветные почвы не формируются вовсе (Иванова, Фридланд, 1954).
Так как в районе Джаныбекского стационара почвообразующие породы представлены однородными лессовидными суглинками (Роде, Польский, 1961), то на первый план выходит такой фактор, определяющий распределение темноцветных почв, как дренированность территории. Исходя из полученных результатов, можно предполагать, что в пределах района исследования существуют более дренированные участки (где доля темноцветных почв не превышает 25%) и менее дренированные участки (с долей темноцветных почв 25-50%), где происходит застаивание поверхностных вод, просадка грунта и формирование темноцветных почв. Используя терминологию Д.Л. Мозесона (1952), менее дренированные участки можно отнести к комплексам с плоским микрорельефом, а более дренированные - к комплексам с радиально-куполовидным микрорельефом.
Следует отметить, что из-за общей равнинности территории исследования, на топографической карте масштаба 1:25000 эти закономерности не находят своего отражения. В пределах всего района исследования есть только одна полугоризонталь 26.2 м, свидетельствующая об общем уклоне поверхности с северо-востока на юго-запад. Можно лишь отметить, что основной массив с комплексами с низкой долей участия темноцветных почв ориентирован вдоль уклона местности, тогда как падины ориентированы поперек уклона местности.
Заключение
На основе автоматического дешифрирования космического снимка высокого разрешения были составлены карта распространения темноцветных черноземовидных почв и картограмма долевого участия этих почв в районе Джаныбекского стационара, позволившие детализировать данные о распределении этих почв в пределах района исследования. Согласно полученным данным, на территории исследования преобладают комплексы с участием темноцветных почв 0-25%. Среди этих комплексов выделяется группа с долевым участием темноцветных почв 0-5%, которая занимает около 20% от площади исследования. На комплексы с долевым участием темноцветных почв 25-50% приходится 20% от площади исследования. В среднем, доля темноцветных почв падин и западин составляет около 30% от площади исследования.
Благодарности. Авторы благодарят начальника Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН д. б. н. М.К. Сапанова за помощь в работе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Большаков А.Ф. 1937. Исследования Джаныбекского стационара // Труды Комиссии по ирригации. Сб. 10. Работы почвенно-мелиоративных стационаров Института почвоведения Академии наук СССР / Ред. Антипов-Каратаев И.Н., Ковда В. А. М.-Л.: Издательство АН СССР. С. 187-219. Будина Л.П. 1964. Типы солонцовых комплексов // Почвы комплексной равнины Северного
Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Наука. С. 196-258. Вишневская И.В. 1964. Лугово-каштановые почвы // Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Наука. С. 60-113.
Иванова Е.Н., Фридланд В.М. (при участии Ерохиной А.А.) 1954. Почвенные комплексы сухих степей и их эволюция // Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР. М.-Л.: Издательство АН СССР. С. 162-190. Каменецкая И.В. 1952. Естественная растительность Джаныбекского стационара // Труды комплексной научной экспедиции по вопросам полезащитного лесоразведения. Т. 2. Вып. 3. Исследования Джаныбекского стационара. С. 101-162. Мозесон Д.Л. 1952. Первые итоги изучения микрорельефа комплексной степи северо-западной части Прикаспийской низменности // Труды комплексной научной экспедиции по вопросам полезащитного лесоразведения. Т. 2. Вып. 3. Исследования Джаныбекского стационара. С. 10-33. Мозесон Д.Л. 1955. Микрорельеф северо-западной части Прикаспийской низменности и его влияние на поверхностный сток // Труды Института леса. Т. 25. Исследования Джаныбекского стационара. С. 55-65. Роде А.А., Польский М.Н. 1961. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Труды Почвенного института им. В. В. Докучаева. Почвы полупустыни Северо-Западного Прикаспия и их мелиорация (по работам Джаныбекского стационара). Т. 56. М.: Издательство АН СССР. С. 3-214. Хитров Н.Б. 2004. Изменение микрорельефа и почвенного покрова солонцового комплекса за вторую половину XX века // Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. Развитие идей В. А. Ковды. К 100-летию со дня рождения. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 324-342.
Хитров Н.Б. 2005. Связь почв солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом
// Почвоведение. № 3. С. 271-284. http://earthobservatory.nasa.gov/Features/MeasuringVegetation/
AUTOMATED ANALYSIS OF THE GEOGRAPHIC DISTRIBUTION OF CHERNOZEM-LIKE DARK-COLORED SOILS IN THE NORTHERN CASPIAN LOWLAND ON THE BASIS OF SPACE-BORNE IMAGERY (THE CASE STUDY AT THE DZHANYBEK RESEARCH STATION)
© 2010. M.V. Konyushkova*, D.N. Kozlov**
*V.V. Dokuchaev Soil Science Institute of Russian Academy of Agricultural Sciences (RAAS) Russia, 119017Moscow, Pyzhevkyper. 7. Е-mail: [email protected] ** Moscow State M.V. Lomonosov University, Faculty of Geography Russia, 119991 Moscow, Vorobievy Gory, MSU. E-mail: [email protected]
Abstract. Chernozem-like dark-colored soils, which occupy shallow micro- and mesodepressions in the north of the Caspian Lowland, are automatically interpreted with a good accuracy on all distinguished types of human-affected lands (excluding wooded areas of agroforest amelioration systems). These soils have higher NDVI values comparing with other soils of the solonetzic complex. On the basis of automated interpretation of the Quickbird image (2.44 m resolution), a map of distribution of chernozem-like soils in the area of the Dzhanybek research station (at the total area of 50.6 km2) was created. The fragment of this map is included in this paper. The accuracy of the map is 77%. In the moving window with the size of 15 x 15 pixels, the amount of pixels classified as chernozem-like soils was calculated. These data were transformed into the map of the portion of chernozem-like soils in the soil complex showing the irregular distribution of these soils within the study area. The full variant of this map is given in the paper. In the area of the Dzhanybek research station, the soil associations with the portion of chernozem-like soils of 0-25% predominate. Key words: image analysis, soil map, soil survey, supervised classification.
