CC BY
59
13. Juferev, V.G. Geoinformacionnoe modelirovanie degradacii lesnyh nasazhdenij Volgo-Ahtubinskoj pojmy [Tekst] / V.G. Juferev, N.N. Taranov // Izvestija Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2014. - № 4 (36). - P. 110-116.
14. Juferev, V.G. Analiz struktury, sostojanija i dinamiki agrolesolandshaftov po materialam ajerokosmicheskogo monitoringa [Tekst] / V.G. Juferev, A.S. Rulev // Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, g. Volgograd 17-19 oktjabrja 2011 g. - Volgograd: VNIALMI, 2011. - P. 420-425.
Е-mail: [email protected]
УДК 634.93:528
ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПАСТБИЩ НА УРДИНСКИХ ПЕСКАХ (В ПРЕДЕЛАХ БОКЕЙОРДИНСКОГО РАЙОНА ЗАПАДНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ)
FOREST RECLAMATION OF GRASSLAND ON URDA SANDS (WITHIN BOKEY ORDA DISTRICT OF WEST KAZAKHSTAN REGION)
Б.Ж. Есмагулова, аспирант Н.А. Ткаченко, младший научный сотрудник
B.Zh. Esmagulova, N.A. Tkachenko
Всероссийский научно-исследовательский агролесомелиоративный институт, г. Волгоград All-Russian Research Institute of Agroforest Reclamation
В статье представлены результаты лесомелиоративной оценки пастбищ Западного Казахстана, проведенной методом дешифрирования космических снимков высокого разрешения. В качестве объекта исследования взят крупный песчаный массив «Семь сестер» Бокейордин-ского района Западно-Казахстанской области. Для всесторонней оценки пастбищ как объекта лесомелиорации использована лесомелиоративная классификация, разработанная во ВНИАЛ-МИ. Применение космического снимка QuickBird в масштабе 1:50 000 позволило выявить де-шифровочные признаки лесомелиоративных категорий (ЛМК) и лесомелиоративных типов (ЛМТ) пастбищ, создать изолинейные карты по зарастанию песков травянистой и древесной растительностью, а также карты глубины залегания и минерализации грунтовых вод. Сочетание в различных комбинациях ЛМК и ЛМТ позволили выделить контуры лесомелиоративных выделов (ЛМВ) и составить лесомелиоративную карту ключевого участка «Семь сестер». В результате исследований было установлено, что 41,10 % территории относится к ЛМВ II б (пастбища на слабо- и среднеразвеваемых песчаных почвах (заросшие пески) с ограниченно доступными ГВ (4-8 м) и минерализацией свыше 1 г/л), 18,91 % - ЛМВ II а (пастбища на слабо- и среднеразве-ваемых песчаных почвах (заросшие пески) с доступными ГВ (0-4 м) и минерализацией до 1 г/л), 18,64 % - ЛМВ III г (супесчаные зональные с светло-каштановыми, бурыми полупустынными, серо-бурыми пустынными почвами с недоступными ГВ), 6,02 % земель представляют собой нелесопригодные участки (солончаковые депрессии, горько-соленые озера). Остальные ЛМВ занимают от 1,64 % до 3,56 % от общей площади ключевого участка. Составленная лесомелиоративная карта может быть использована природоохранными, научными и производственными лесомелиоративными организациями для выполнения широкомасштабных работ по закреплению песков, восстановлению деградированных пастбищ и перевода малопродуктивных земель в адаптивные лесоаграрные ландшафты.
The results of evaluation of forest reclamation Western Kazakhstan pastures carried out by decrypting high resolution satellite images are presented in the article. The object of investigation is taken large sand massif "Seven Sisters" Bokey Orda District of West Kazakhstan region. For a comprehensive evaluation pastures, as the object of forest reclamation, was used forest reclamation classification, developed to VNIALMI. Application of QuickBird satellite image in a scale of 1:50 000 allowed to reveal interpretive features forest reclamation categories (FRC) and forest reclamation types (FRT) pastures, create isoline maps of overgrowing sands of herbaceous and woody vegetation, as well as the
map depth and salinity of groundwater (GW). The combination of different variations and FRC FRT allowed to identify the contours of forest reclamation allotments (FRA) and create forest reclamation map of key plot "Seven Sisters." As a result of investigations, it was found that 41,10 % of the territory belongs to the FRA II b (pastures on low- and medium-sized developing sandy soils (overgrown sands) with limited availability of GW (4-8 m) and the mineralization above 1 g/l), 18,91 % - FRA II a (pastures on low- and medium-sized developing sandy soils (overgrown sands) with available groundwater (0-4 m) and the mineralization up to 1 g/l), 18,64 % - FRA III d (sandy zone with a light-brown, brown semidesert, gray-brown desert soils from inaccessible GW), 6,02 % of the lands are not suitable for forest areas (saline depression, bitter-salt lakes). The rest of FRA takes from 1,64 % to 3,56 % of the total area key plot. Drafted by forest reclamation map can be used in environmental, scientific and industrial forest reclamation organizations to perform extensive work on the fixing sand and restoration of degraded pastures and transfer low productivity land in adaptive forest agricultural landscapes.
Ключевые слова: деградация земель, космические снимки, дешифрирование, Ур-динские пески, лесомелиорация песков.
Key words: land degradation, space images, interpretation, Urda sands, sands forest melioration.
Введение. Западно-Казахстанская область из всех регионов республики является наиболее освоенной под сельскохозяйственное производство. Бокейординский район расположен в юго-западной части области и в основном используется под выпас больших поголовий мелкого и крупного рогатого скота [1]. Структура землепользования представлена пастбищами и сенокосами, размещенными не только на зональных почвах, но и в большей части на песках, пашня практически отсутствует. Жесткие лесорас-тительные условия территории совместно с неумеренным выпасом скота привели к снижению устойчивости и продуктивности фитоценозов, обеднению их видового состава. Поэтому проблема рационального использования земель и восстановления дре-весно-кустарниковой растительности на Урдинских песках Бокейординского района Западно-Казахстанской области является на сегодняшний день весьма актуальной.
Использование космических снимков высокого разрешения совместно с геоинформационными технологиями позволяет не только получать информацию об исследуемой территории в режиме реального времени, но и дает возможность проводить лесомелиоративную оценку и мониторинг на ключевых участках, по результатам которых возможно оперативно разработать перспективные мероприятия по созданию долговечных насаждений на деградированных землях Западного Казахстана [3, 6, 9, 10].
Материалы и методы. По космическому снимку QuickBird в масштабе 1:50 000 выявили дешифровочные признаки лесомелиоративных категорий (ЛМК) и лесомелиоративных типов (ЛМТ) пастбищ ключевого участка «Семь сестер» по общепринятым методикам [2, 3, 6, 10].
Земли, находящиеся под пастбищами, дешифрируются по отсутствию упорядоченной системы четко ограниченных прямоугольных участков. Светлые пятна опустынивания и зернистая структура на космическом снимке свидетельствуют о принадлежности данной территории к пастбищам на песчаных и супесчаных землях [3].
В соответствии с классификацией ВНИАЛМИ [2, 3, 5], пастбища ключевого участка были поделены на три ЛМК, различающиеся между собой по состоянию поч-венно-растительного покрова: I - опустыненные пастбищные территории с мелко- и среднебарханными песками и сильноразвеваемыми песчаными почвами. Участки ЛМК I дешифрируются по однородному светло-бежевому тону и пятнистой форме очагов опустынивания; II - пастбища на среднеразвеваемых песчаных почвах (заросшие пески). Они распознаются по общему светло-бежевому тону, слабозернистой
структуре изображения, характерной для разной степени заросших бугристых песков. Чаще всего они четко выделяются вокруг кошар, ферм и т.д.; III - пастбища на супесчаных, податливых дефляции, почвах. Такие пастбища характеризуются на космическом снимке слабо выраженной зернистой структурой, которая зачастую не просматривается, вблизи населенных пунктов и крупных животноводческих ферм выделяются светло-бежевые расплывчатые пятна сбитого почвенно-растительного покрова [5].
Солончаки и соленые депрессии с выцветами солей на поверхности хорошо выделяются на космоснимке по белому тону изображения и четкими границам контуров. Эти земли были отнесены к нелесопригодным участкам.
В пределах ЛМК выделены ЛМТ пастбищ, разнящиеся между собой по обеспеченности создаваемых лесонасаждений физиологически доступной влагой, что в аридной зоне определяется наличием дополнительных к атмосферным осадкам источников увлажнения.
Для выявления ЛМТ отбирались материалы о глубине грунтовых вод (УГВ) и их минерализации (МГВ) из соответствующих тематических карт и схем, составленных комитетом «Жайык-гидрогеология» Западно-Казахстанской области.
С целью выявления пространственного размещения травянистых растений и древесных насаждений и определения их площадей, на ключевой участок в программе Surfer были составлены изолинейные карты (рисунок 1).
а б
Рисунок 1 - Изолинейные карты по покрытию песков травянистыми растениями (а) и древесными насаждениями (б)
Территория региона была разбита на 120 квадратов, минимальной единицей подсчета выбрана площадь 0,2 га. В каждом квадрате по космическому снимку подсчитаны площади, занятые травянистыми растениями и древесными насаждениями (в % от площади квадрата). Координаты центров квадратов (X и У) и выявленные для них значения (ве-
личина Z) вводились в электронную таблицу программы Surfer. Метод построения карты интерполирует величину Z на пересечении каждой колонки и столбца электронной таблицы в файл-сетки, этим самым заполняя отсутствующие данные. Нерегулярно расположенные точки данных используются для интерполяции значений в узлах сетки [4, 9].
Для того чтобы узнать величину Z, по формуле (1) посчитана степень покрытия песков травянистыми и древесными растениями:
З = S1/ S2 *100% (1)
где З - зарастание песков, %; S1 - площадь травянистой или древесной растительности; S2 - площадь квадрата сканирования; 100% - общая площадь квадрата регулярной сетки (в переводе в %).
По обеспеченности лесонасаждений грунтовыми водами (ГВ) выделены следующие ЛМТ: а - доступные ГВ, глубина их залегания от 0 до 4 м, минерализация до 1 г/л; б - ограниченно доступные ГВ, глубина их залегания от 4 до 8 м, с минерализации свыше 1 г/л; в - перераспределенные атмосферные осадки; г - пастбища, лишенные дополнительных источников увлажнения.
Данные о гранулометрическом составе почв взяты с почвенной карты Западно-Казахстанской области.
Дальнейшая обработка полученных данных производилась в специализированном программном обеспечении Global Mapper.
Результаты и обсуждение. Лесомелиоративная карта пастбищ ключевого участка «Семь сестер» (рисунок 2) составлена путем наложения друг на друга в программной среде Global Mapper карт ЛМК и ЛМТ, в результате чего были выделены контуры ЛМВ. Посчитаны площади категорий, типов и выделов.
На пастбищах региона исследования выделено 3 ЛМК и установлено, что 63,01 % (0,230 га) территории занято слабо- и среднеразвеваемыми песчаными почвами (заросшими песками) (ЛМК II), 22,19 % (0,081 га) - супесчаными зональными с светло-каштановыми, бурыми полупустынными, серо-бурыми пустынными почвам, податливых дефляции (ЛМК III), 3,84 % (0,014 га) земель приходится на опустыненные пастбищные территории, возникшие в результате чрезмерной нагрузки скотом у водопоев, кошар и населенных пунктов (ЛМК I). Остальную часть занимают населенный пункт и различные отрицательные формы мезорельефа - солончаковые депрессии, лиманы, горько-соленые озера (нелесопригодные участки).
На ключевом участке по обеспеченности древесно-кустарниковой и травянистой растительности ГВ выделено четыре ЛМТ, наибольшую площадь из них занимает ЛМТ б - 46,03 %, на втором месте ЛМТ а - 21,37 %, ЛМТ в - 18,63 % и ЛМТ г - 3,01 %.
В результате сочетаний ЛМК и ЛМТ было определено 6 ЛМВ (таблица 1).
Таблица 1 - Распространение лесомелиоративных выделов __на ключевом участке «Семь сестер»_
Ключевой участок ЛМВ Площадь ЛМВ, га Процент от общей площади ключевого участка, %
Семь сестер I а 0,008 2,19
I б 0,006 1,64
II а 0,069 18,91
II б 0,150 41,10
II г 0,011 3,01
III б 0,013 3,56
III в 0,068 18,64
Нелесопригодные участки 0,022 6,02
Населенный пункт 0,018 4,93
Всего: 0,365 100 %
ИЗВЕСТИЯ'
№ 2 (42), 2016
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 2 - Лесомелиоративная карта ключевого участка «Семь сестер» Установлено, что слабо- и среднезаросшие бугристые пески с ограниченно до-
131
ступными ГВ (4-8 м) и минерализацией свыше 1 (г/л) занимают 41,10 % территории (ЛМВ II б), 18,91 % - слабо- и среднезаросшие бугристые пески с доступными ГВ (0-4 м) и минерализацией до 1 г/л (ЛМВ II а), 18,64 % - занимают супесчаные зональные с светло-каштановыми, бурыми полупустынными, серо-бурыми пустынными почвами с недоступными ГВ (ЛМВ III г), 6,02 % земель представляют собой нелесопригодные участки (солончаковые депрессии, горько-соленые озера). Остальные ЛМВ занимают незначительную часть территории (от 1,64 % до 3,56 %).
Таблица 2 - Ассортимент пород-мелиорантов для фитомелиорации пастбищ
Виды насаждений
ЛМВ пастбище -защитные лесные полосы древесные зонты лесные мелиоративно-кормовые насаждения затишковые лесные насаждения прифермские лесные насаждения Ассортимент пород-мелиорантов
I а Вп, Рл, Тч, Тв, Со Вп, Рл Дб, Жп Кп, Пб, Пп, Тс, Тб - Вп, Рл, Тч, Со Вп - Вяз приземистый (Ulmus pumila L.), Дб - Джузгун безлистный (Calligonum aphyllum P.), Жт - Жимолость татарская (Lonicera tatarica L.), Жп - Житняк пустынный (Ag- ropyron desertorum F.), Кп - Кохия простёртая (Kochia prostrata L.), Пб - Полынь белая (Лерхе) (Artemisia lercheana Weber ex Stechm), Пп - Пырей ползучий (Ag-ropyron repens L.), Рл - Робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.), Со - Сосна обыкновенная (Pi-nus sylvestris L.), Тв - Тамарикс ветвистый (Tamarix ramosissima Ledeb.), Тс - Терескен серый (Krascheninnikovia ceratoides L.), Тб - Тополь белый (Populus alba L.), Тч - Тополь чёрный
I б Вп, Рл, Тв, Со Вп, Рл, Тб Жп, Кп, Пб, Пп Тс, Тб - Вп, Рл, Тч, Со
II а Вп, Рл, Тб, Тв Вп, Рл, Тб Жп, Кп, Пб, Тс, Тб - Вп, Рл, Тб
II б - Вп, Жт, Рл, Тв, Тб, Тч Дб, Жп, Кп, Пб, Тс Вп, Рл, Тв, Тб, Тч Вп, Дб Жт, Рл Тв, Тб
II г Вп, Рл, Тб, Тв Вп, Рл, Тб Кп, Пб, Пп, Тс - Вп, Рл, Тб, Тв
(Populus nigra L.)
III б Вп, Рл, Тв Вп, Рл, Тв Дб, Кп, Пб, Тс - Вп, Рл, Тб, Тв
III в - Вп, Рл, Тб, Тв Дб, Кп, Пб, Тс Вп, Рл, Тв Вп, Рл, Тб, Тв
Заключение. На основе космических снимков и ГИС-технологий составлена лесомелиоративная карта, которая позволила определить площадь пастбищ различных лесомелиоративных категорий и типов. Благодаря ей, стало возможным разработать научно-обоснованные рекомендации по лесомелиорации пастбищ на Урдинских песках Бокейординского района Западно-Казахстанской области, так как она содержит информацию о гранулометрическом составе почв, степени их засоления, УГВ и МГВ.
Таким образом, исходя из лесомелиоративной карты, инструктивных указаний, разработанных во ВНИАЛМИ [2, 7] и рекомендаций по фитомелиорации [8] подобран ассортимент пород-мелиорантов для лесомелиорации пастбищ песчаного массива «Семь сестер» (таблица 2).
Для защиты пастбищ, расположенных на песчаных землях, от развеивания ветром и дальнейшей их дигрессии, необходимо снижать нагрузку выпаса в зависимости от степени сбитости фитоценозов и сезонных фаз вегетации. Так, во избежание угнетения растений ранней весной и в связи с опасностью развеивания в летний период выпас должен быть умеренным.
Библиографический список
1. Гаель, А.Г. Пески и песчаные почвы [Текст]/ А.Г. Гаель, Л.Ф. Смирнова. - М.: ГЕОС, 1999. - 252 с.
2. Инструктивное указания по лесомелиорации аридных пастбищ [Текст]/ В.И. Петров, К.Н. Кулик, Н.С. Зюзь, и др. - М., 1987. - 48 с.
3. Кулик, К.Н. Агролесомелиоративное картографирование и фитоэкологическая оценка аридных ландшафтов [Текст]/ К.Н. Кулик. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. - 248 с.
4. Кулик, К.Н. Составление изолинейных карт лесистости по аэрокосмическим фотоматериалам [Текст]/ К.Н. Кулик, Н.С. Манаенкова // Лесн. хоз-во. - 1996. - № 4. - С. 45-46.
5. Кулик, К.Н. Фитоэкологическая оценка и агролесомелиоративная классификация песков юго-востока Европейской части РСФСР с использованием аэрокосмических фотоснимков [Текст] : дис... канд. с.-х. наук: 06.03.04 / Кулик Константин Николаевич. - Волгоград, 1987. - 179 с.
6. Лабутина, И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков [Текст] / И.А. Лабутина. - М.: Аспект Пресс, 2004. - 184 с.
7. Манаенков, А.С. Лесомелиорация арен засушливой зоны [Текст]/ А.С. Манаенков. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2014.- 420 с.
8. Методические рекомендации по фитомелиорации аридных территорий и нормы нагрузки на природные пастбища [Текст]/ А.С. Манаенков, В.П. Воронина, А.В. Вдовенко. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 80 с.
9. Методические указания по ландшафтно-экологическому профилированию при агролесомелиоративном картографировании [Текст]/ К.Н. Кулик, Е.С. Паловский, А.С. Рулев, В.Г. Юферев и др. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2007. - 42 с.
10. Применение аэрокосмических методов в агролесомелиорации [Текст] : методические рекомендации / К.Н Кулик, В.И. Петров, И.Г. Зыков, В.В. Кравцов. - М., 1991. - 56 с.
Reference
1. Gael', A.G. Peski i peschanye pochvy [Tekst]/ A.G. Gael', L.F. Smirnova. - M.: GEOS, 1999. - 252 p.
2. Instruktivnoe ukazanija po lesomelioracii aridnyh pastbishh [Tekst]/ V.I. Petrov, K.N. Kulik, N.S. Zjuz', i dr. - M., 1987. - 48 p.
3. Kulik, K.N. Agrolesomeliorativnoe kartografirovanie i fitojekologicheskaja ocenka aridnyh landshaftov [Tekst]/ K.N. Kulik. - Volgograd: VNIALMI, 2004. - 248 p.
4. Kulik, K.N. Sostavlenie izolinejnyh kart lesistosti po ajerokosmicheskim fotomaterialam [Tekst]/ K.N. Kulik, N.S. Manaenkova // Lesn. hoz-vo. - 1996. - № 4. - P. 45-46.
5. Kulik, K.N. Fitojekologicheskaja ocenka i agrolesomeliorativnaja klassifikacija peskov ju-go-vostoka Evropejskoj chasti RSFSR s ispol'zovaniem ajerokosmicheskih fotosnimkov [Tekst] : dis... kand. s.-h. nauk: 06.03.04 / Kulik Konstantin Nikolaevich. - Volgograd, 1987. - 179 p.
6. Labutina, I.A. Deshifrirovanie ajerokosmicheskih snimkov [Tekst] / I.A. Labutina. - M.: Aspekt Press, 2004. - 184 p.
7. Manaenkov, A.S. Lesomelioracija aren zasushlivoj zony [Tekst]/ A.S. Manaenkov. - Volgograd: VNIALMI, 2014. - 420 p.
8. Metodicheskie rekomendacii po fitomelioracii aridnyh territorij i normy nagruzki na prirod-nye pastbishha [Tekst]/ A.S. Manaenkov, V.P. Voronina, A.V. Vdovenko. - Volgograd: VNIALMI, 2013. - 80 p.
9. Metodicheskie ukazanija po landshaftno-jekologicheskomu profilirovaniju pri agrolesome-liorativnom kartografirovanii [Tekst]/ K.N. Kulik, E.S. Palovskij, A.S. Rulev, V.G. Juferev i dr. -Volgograd: VNIALMI, 2007. - 42 p.
10. Primenenie ajerokosmicheskih metodov v agrolesomelioracii [Tekst] : metodicheskie rekomendacii / K.N Kulik, V.I. Petrov, I.G. Zy-kov, V.V. Kravcov. - M., 1991. - 56 p.
E-mail: [email protected]
УДК 528:551.4
КОМПЬЮТЕРНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СОХРАННОСТИ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТАХ
COMPUTER MAPPING OF GREEN PLANTINGS PRESERVATION IN URBAN
LANDSCAPES
Р.В. Овсянкин, аспирант Е.А. Иванцова, доктор сельскохозяйственных наук
R. V. Ovsyankin, E. A. Ivantsova
Волгоградский государственный университет Volgograd State University
Определение состояния зеленых насаждений дает возможность оценить потерю их защитной эффективности, что особенно важно для санитарно-защитных зон промышленных предприятий. Геоинформационное картографирование является современным методом определения сохранности зеленых насаждений в городских ландшафтах на основе космической информации. В результате исследований осуществлено картографирование и установлена сохранность зеленых насаждений на примере санитарно-защитной зоны Волгоградского алюминиевого завода. Состояние зеленых насаждений в городских ландшафтах, определяет их эффективность в качестве экологического барьера, защищающего окружающую среду от загрязнения. Компьютерное картографирование состояния зеленых насаждений на основе космо-снимков сверхвысокого разрешения было осуществлено с использованием современных геоинформационных технологий. Выполнение защитных функций зелеными насаждениями напрямую зависит от их состояния, особенно их сохранности. Соответствие таксационных характеристик зеленых насаждений нормативным требованиям способствует выполнению зелеными насаждениями главной задачи - защите городской среды от загрязнения. Геоинформационные исследования космокарты показали, что суммарная площадь крон сохранившихся деревьев составляет 35,2 % всей площади насаждений, а площадь санитарно-защитной зоны, непосредственно занятая древостоем, составляет всего 18 %, что более чем в два раза меньше установленной нормы. На исследуемой территории необходимо запланировать и осуществить реконструкцию зеленых насаждений с удалением усохших деревьев и высадкой саженцев на территории более 152 га, что обусловлено нормой 40 % озеленения санитарно-защитных зон.
The definition of a condition of green plantings allows us to estimate the loss of their defensive efficiency, which is particularly important for sanitary-protective zones of industrial enterprises. GIS mapping is a modern method to determine the preservation of green spaces in urban landscapes on the basis of space information. As a result of research carried out mapping and set the preservation of green space on the example of the sanitary protection zone of the Volgograd aluminum plant. A condition of green plantings in the urban landscapes, determine of their effectiveness as an environmental barrier, protecting the environment from pollution. The computer mapping of a condition of green plantings on the basis of the space images were carried out using modern GIS technologies. Im-
