Лесомелиоративный анализ и прогноз деградации агроландшафтов Астраханского Заволжья на основе геоинформационных технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.03.03, кандидат наук Кравченко Александр Сергеевич

• Кравченко Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Кравченко Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................4

1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЯ.....10

1.1 Геоморфологические условия.............................................................................10

1.2 Климатические условия.......................................................................................12

1.3 Почвенные условия..............................................................................................13

1.4 Растительность.....................................................................................................14

1.5 Гидрографическая сеть........................................................................................15

2 ПРОБЛЕМА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА, КАРТОГРАФИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ............................................................................................................18

2.1 Оценка состояния ландшафтов Астраханского Заволжья...............................18

2.2 Использование геоинформационных технологий для оценки и картографирования Астраханского Заволжья............................................................21

2.3 Моделирование динамики ландшафтов Астраханского Заволжья.................24

2.4 Геоинформационное картографирование состояния ландшафтов.................26

2.5 Проблемы лесомелиорации аридных ландшафтов...........................................28

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА ДЕГРАДАЦИИ И ОПУСТЫНИВАНИЯ ЛАНДШАФТОВ ....................................30

3.1 Программа и объект исследования.....................................................................30

3.2 Методика оценки состояния ландшафтов.........................................................33

3.3 Методика дешифрирования космоснимков и эталонирования территории исследований.................................................................................................................46

3.4 Методика картографирования состояния растительности по космоснимкам высокого разрешения....................................................................................................49

4 ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ, КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ АСТРАХАНСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ...................................................................................................................54

4.1 Геоинформационный анализ рельефа ландшафтов Астраханского Заволжья54

4.2 Картографирование почв.....................................................................................58

4.3 Полевые исследования ландшафтов Астраханского Заволжья.......................62

4.4 Картографирование ландшафтов Астраханского Заволжья............................66

4.5 Геоинформационное картографирование тестовых полигонов Астраханского Заволжья.........................................................................................................................69

4.5.1 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Шкили"..........................................................................................................................69

4.5.2 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Алехов".........................................................................................................................75

4.5.3 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Нижние Берли".............................................................................................................81

4.5.4 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Мулынкин"...................................................................................................................86

4.5.5 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Кордон".........................................................................................................................91

4.5.6 Геоинформационное картографирование и анализ тестового полигона "Арыстанкызыл"............................................................................................................96

4.5 Анализ состояния пастбищных комплексов Астраханского Заволжья на основе вегетационных индексов................................................................................102

4.6 Фитомелиоративное картографирование пастбищных комплексов

Астраханской области................................................................................................115

5 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА КАРТОГРАФИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЛАНДШАФТОВ АСТРАХАНСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ.................................................................................................................117

5.1. Методы экономической оценки..........................................................................117

5.2. Определение ущерба от деградации травянистой растительности................118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................................123

ПРЕДЛОЖЕНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ....................................................................125

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................126

ВВЕДЕНИЕ

В современных ландшафтах юга Европейской части РФ отмечается проявление процессов деградации и опустынивания. Особенно опасны такие процессы в сухостепной и полупустынной зоне, в частности, на территории Астраханской области. В результате увеличиваются территории, имеющих проективное покрытие менее 10%, а также возрастают площади и увеличивается количество открытых, полностью лишенных растительного покрова участков. Основные причины деградации и опустынивания - это сложность климатических условий и возрастающая антропогенная нагрузка [69].

Ландшафтный анализ показывает, что относительно молодая морская равнина на исследуемой территории не имеет устойчивого слоя почвы, мощность горизонтов не превышает 30-40 см, а чаще значительно меньше, гранулометрический состав меняется от тяжелых суглинков до песков, что даёт возможность отнести ландшафты в класс неустойчивых. При этом любое воздействие на почвенный покров, приводит к его деградации и, в ряде случаев, к опустыниванию территорий.

Актуальность проблемы обусловлена изменениями, происходящими в потенциально неустойчивых ландшафтах Астраханской области в результате воздействия на них природно-климатических и антропогенных факторов. В первую очередь изменения происходят в растительных сообществах, которые заменяются другими видами, которые более приспособлены к сложившимся условиям или меняют свой ареал. Проявления деградации растительности связаны с антропогенным (нерегулируемым выпасом скота) и техногенным воздействием (от строительства путей транспорта, предприятий и т.д.). Одновременно с

разрушением растительного каркаса происходит деградация почв, изменяется фауна.

Изучение процессов изменения экологического состояния ландшафтов Астраханского Заволжья, являющихся особой экологической системой, которая в связи с внешними условиями пребывает в неустойчивом равновесии, является значимой научной задачей, а использование анализа в среде геоинформационных обеспечивает количественную оценку процессов деградации и опустынивания на исследуемых территориях.

В современных условиях общей информатизации и перехода на цифровые геоинформационные технологии с использованием мультиспектральных съемок поверхности Земли космическими аппаратами изменяются способы выявления состояния ландшафтов переходных зон. Оценка состояния и динамики фитоценозов в условиях Астраханского Заволжья позволит перейти от констатации фактов деградации земель к системе управления и обеспечения устойчивого состояния ландшафтов

Цель исследований: Геоинформационный анализ деградации и опустынивания ландшафтов Астраханского Заволжья на основе распределенных и локальных данных, включающих картографические, аналитические геоинформационные слои, материалы аэрофотосъемки, космической съемки, результаты полевых исследований, математические модели изменения состояния ландшафтов, а также результаты анализа вегетативных индексов по спектрозональным космоснимкам.

Задачи диссертационного исследования:

- оценка современного состояния ландшафтов на территории Астраханского Заволжья на основе спектрозональных космоснимков высокого и сверхвысокого разрешения.

- разработка методики компьютерного геоинформационного картографирования динамики вегетативных индексов (ndvi) ландшафтов, подверженных деградации и опустыниванию.

- Выполнение полевых исследований ландшафтов и анализ особенностей

рельефа Астраханского Заволжья с использованием цифровых моделей и космических снимков.

- Оценка динамики деградации аридных ландшафтов по результатам геоинформационного ретроспективного анализа.

При решении поставленных задач:

- - выявлены закономерности и динамика процессов деградации и опустынивания;

- проведена оценка современного состояния ландшафтов не территории Астраханского Заволжья на основе спектрозональных космоснимков высокого и сверхвысокого разрешения.

- разработана методика компьютерного геоинформационного картографирования динамики вегетативных индексов (МОУ1) ландшафтов, подверженных деградации и опустыниванию.

- проведено моделирование состояния ландшафтов с использованием математических и статистических методов обработки цифровых моделей рельефа и данных о пространственно-временном распределении характеристик почв и растительности,

- разработаны геоинформационные картографические слои "Изолинейные карты высот".

- выполнена дистанционная оценка и моделирование проективного покрытия фитоценозов на основе аэрокосмической информации и разработана карта деградации растительности.

- проведены полевые исследования ландшафтов и анализ особенностей рельефа Астраханского Заволжья с использованием цифровых моделей и данных полевых исследований.

- проведена оценка динамики деградации аридных ландшафтов по результатам геоинформационного ретроспективного анализа.

Научная новизна. Впервые выполнены геоинформационные исследования современного состояния ландшафтов Астраханского Заволжья на основе данных дистанционного зондирования земли, результатов полевых обследований,

математического моделирования и картографирования ландшафтов. Получены новые знания о проявлении деградации и опустынивания аридных ландшафтов с учетом антропогенного воздействия. Найдены функциональные зависимости динамики проективного покрытия, построены математико-картографические модели деградации.

Теоретическая_значимость. Результаты, полученные при

геоинформационном анализе деградации и опустынивания аридных ландшафтов на территории Астраханского Заволжья, и выявленные на их основе закономерности и корреляционные связи теоретические создают основы исследования аридных ландшафтов на основе их геоинформационного картографирования и пространственно-временного подхода, расширяют базу информационного обеспечения, обеспечивают прогноз деградации, чем вносят значительный вклад в развитее агролесомелиорации.

Практическая значимость. Разработанная ГИС Астраханского Заволжья и созданные на основе геоинформационного анализа космоснимков и цифровых моделей рельефа картографические слои, могут быть использованы при принятии решений по управлению природоохранными и экологическими организациями, сельскохозяйственными предприятиями и др., в том числе для решений по планированию хозяйственного использования территории Астраханского Заволжья, а также для разработки мероприятий по восстановлению деградированных систем.

Методология и методы исследований. При проведении исследований по теме диссертации была использована методология и научные методы, разработанные ведущими отечественными и зарубежными учеными в области геоинформационных технологий и исследовании ландшафта. Методология исследования основана на использовании данных дистанционного зондирования Земли для выявления состояния ландшафтов в условиях полупустыни и пустыни на основе геоинформационного, картографического анализа данных дистанционного зондирования земли и полевого эталонирования категорий состояния агроландшафтов.

Для решения задач исследования применялись программные комплексы QGIS, SAS Planet, Surfer 13. Оценка состояния агролесоландшафтов проводилась по критерию величины фототона растрового изображения исследуемого объекта на космоснимке.

Методология и методы исследований на основе дистанционной информации разработаны такими авторами как: Альтер С.П., Андроников В.Д., Виноградов Б.В., Кулик К.Н., Рулев А.С., Юферев В.Г. [3, 7, 21, 27, 70, 71, 99, 110, 111].

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика комплексного геоинформационного анализа состояния ландшафтов с использованием тематических карт, распределенных баз данных и спутниковых снимков высокого пространственного разрешения, позволяющая оценить состояние растительности и почв.

2. Дистанционная оценка современного состояния агроландшафтов тестовых полигонов на основе разработанных геоинформационных моделей ландшафта позволила установить устойчивое снижение проективного покрытия растительности со средней скоростью 0,5% в год.

3. Динамика вегетационных индексов NDVI и EVI за период 2000-2016 гг. и классификация пастбищных комплексов Заволжья Астраханской области обеспечила оценку и картографирование экологического состояния пастбищной растительности.

4. Модифицированные электронные карты лесомелиоративных выделов и почвенные карты, почвенного покрова и ландшафтных комплексов.

Достоверность полученных результатов исследований обеспечивается большим объемом аналитического и экспериментального материала, современными методами исследований, статистической и математико-картографической обработкой данных дистанционного зондирования Земли.

Личный вклад автора. Автор лично провел научные исследования, которые проводились с 2013 по 2018 гг. по плану подготовки диссертации в аспирантуре и по тематическому плану ФНЦ агроэкологии РАН (№ Госрегистрации - АААА-А-

116122010038-9). Соискатель самостоятельно осуществил постановку проблемы, сформулировал цели и задачи, разработал программные вопросы, проводил полевые и камеральные работы, обобщил и изложил материалы исследований в диссертационной работе. Доля личного участия в выполнении работы и написании научных статей составляет 85%.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных конференциях и симпозиумах:

- международная научно-практическая конференция «Мировые научно-технологические тенденции социально-экономического развития АПК и сельских территорий», г. Волгоград, 31 января - 2 февраля 2018 г.

- восьмой международный симпозиум «Степи Северной Евразии», г. Оренбург, 9-13 сентября 2018 года.

- всероссийская научно-практическая конференция "Эрозия почв: Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства в адаптивно-ландшафтной системе земледелия".

Структура и объем работы. Текст диссертации изложен на 141 страницах. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, включает 29 таблиц, 82 рисунка. Список литературы состоит из 152 наименований, из которых 9 источников на иностранном языке и 29 ссылок на электронные ресурсы.

1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Регион исследований географически расположен на юго-востоке ВосточноЕвропейской равнины и является частью Прикаспийской низменности. Природная зона пустынь и полупустынь. Область разделена Волго-Ахтубинской поймой на две части. Северная граница ограничена по северной широтой 48°52' , южная - по берегу Каспийского моря - 45°31'. Западная граница ограничена восточной долготой - 44°58', а восточная - 49°15'.

В основном ландшафт области представляет собой полого - волнистую пустынную равнину с карстовыми формами рельефа, массивами бугров, песков, озерами, сухими ложбинами и др.

Современная абсолютная отметка Каспийского моря находится на уровне 27 м ниже уровня Мирового океана. К северу абсолютные отметки поверхности увеличиваются и в самой северной части области достигают плюс 15 - 20 м. Самой высокой точкой является гора Большое Богдо - 161,9 м, расположенная на северо-востоке области [9].

1.1 Геоморфологические условия

Территория Астраханской области располагается на двух тектонических платформах: докембрийской Восточно-Европейской, а на юге на эпигерцинской (надгерцинской) Скифской платформе. Равнинная поверхность сформирована в результате эндогенных процессов, основные формы рельефа образовались под воздействием ветра и воды. Территория исследований полого наклонена к Каспийскому морю [8, 9, 29, 33, 34].

На исследуемой территории области можно выделить аккумулятивный и денудационный тип равнин: Большую часть территории занимают аккумулятивные равнины. Денудационная равнина расположена в районе озера Баскунчак. Морская равнина является составной частью аккумулятивной равнины и по сути является осушившимся после отступления древнего (хвалынского) моря морским дном. Рельеф образован буграми, сухими ложбинами, и редко оврагами. Ложбины длиной до нескольких сотен метров имеют глубину до 1,5 м. На понижениях морской аккумулятивной равнины располагаются солончаки. Поверхность солончаков покрыта сверху тонкой соляной корочкой, разбитой многочисленными трещинами усыхания.

В массивах барханных песков образуются котловины выдувания глубиной до 5 м в форме овалов, ориентированных в направлении преобладающих восточных и юго-восточных ветров.

Рельеф морской равнины также представлен особыми формами - буграми, описанными в 1856 году академиком К.М. Бэром. Между грядами бугров располагаются озера - ильмени с глубиной около 1,5 м. В северной части области вдоль обрывистого правого берега реки Волги развивается овражный рельеф.

В состав аккумулятивной равнины входит эоловая равнина с участками активного развеивания песков с барханами, лишенными растительности. Высота отдельных барханов достигает 10-15 м. Соединяясь между собой, они образуют очаги опустынивания от несколько сотен квадратных метров до нескольких тысяч гектаров. Образование барханных песков часто обусловлено уничтожением растительного покрова, препятствующего процессу развеивания.

Денудационная тип равнина расположена на территории, прилегающей к озеру Баскунчак. Самая высокая точка - гора Большое Богдо - 161,9 м. На территории равнины близко к поверхности залегает гипс, в результате выщелачивания которого идет карстовый процесс. В результате образуются карстовые провалы, воронки и пещеры.

Таким образом, можно отметить, что рельеф региона представлен многочисленными замкнутыми понижениями и единичными возвышенностями, а

также большим количеством невысоких бугров. Возвышенности имеют в основном тектоническое происхождение и соответствуют открытым или погребенным соляным куполам. Основная часть понижений образована неровностями дна среднехвалынского моря. В целом северо-западная часть Астраханской области характеризуется достаточно низкими отметками высот относительно поверхности мирового океана, невыраженными элементами с преобладанием аккумулятивных форм рельефа.

1.2 Климатические условия

Климат Астраханской области умеренный, резко континентальный, с большими годовыми суточными перепадами температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью. Для летнего времени характерны высокие температуры воздуха, а для зимнего достаточно низкие температуры.

Регион исследований расположен в умеренном климатическом поясе, с характерным Атлантическим переносом воздушных масс. Часто на территорию проникают воздушные массы со стороны Северного Ледовитого океана, Черного и Средиземного морей. Атлантический перенос обуславливает циклоническую активность, что приводит к выпадению осадков, уменьшению летних температур и повышению зимних. Сибирский антициклон обеспечивает повышение атмосферного давления, уменьшение мощности облаков и количества осадков. В результате чего в зимнее время устанавливаются довольно низкие температуры до - 34°С (2012). В летнее время этот циклон обеспечивает повышение температуры воздуха до +41 °С в 1991 г.

Равнинный тип рельефа Астраханской области способствует прохождению холодных арктических потоков, вызывающих понижение температуры в любое время года.

Длительность периода с положительными температурами составляет 235260 дней.

Средняя годовая температура воздуха 8-10°С. Самый холодный месяц -февраль, средняя температура февраля минус 7°С. Самая высокая средняя температура 32°С отмечена в июле. Амплитуда средних температур самого холодного и самого теплого месяцев составляет 25°С, что говорит о континентальности климата. Годовая сумма осадков изменялась от 66 мм (1962 г.) и до 391 мм (2016г). Основное количество осадков (в среднем 67%) выпадает в теплое время года. Зимой осадки выпадают в виде снега, мокрого снега, дождя [16, 31, 44].

1.3 Почвенные условия

Почвы на исследуемой территории Астраханской области представлены в северных районах зональными светло-каштановыми почвами, в южных районах -бурыми полупустынными. Интразональные типы почв: солонцы и солончаки -встречаются в комплексах всех типов. Главными факторами почвообразования в области являются засушливый климат и небольшое проективное покрытие растительности. Контуры светло - каштановых почв на левобережье Волго-Ахтубинской поймы занимают отдельные участки территории площадью 224,8 тыс. га севернее широты 47° 54'. Мощность гумусовых горизонтов этих почв менее 30 см, содержание гумуса не превышает 3% и он распределен неравномерно. Территории с такими почвами используются в основном под пастбища.

Бурые полупустынные почвы располагаются контурами южнее широты 48°25' до широты 47°03', они занимают площадь на территории исследований 438,4 тыс. га и приурочены в основном к равнинным участкам. При этом из них 202 тыс. га заняты солонцеватыми и засоленными бурыми почвами, что обуславливает их низкое плодородие.

Бурые полупустынные почвы содержат достаточно большое количество подвижных форм фосфора и калия, при этом содержание азота минимально.

Песками занято 732,2 тыс. га или 45% площади территории исследований. Пески в основном слабогумусированные, незакрепленные растительностью [13, 93, 105].

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лесомелиоративный анализ и прогноз деградации агроландшафтов Астраханского Заволжья на основе геоинформационных технологий»

1.4 Растительность

В Астраханском Заволжье растительное сообщество насчитывает до 200 видов, при этом ведущими семействами здесь являются сложноцветные, маревые и злаковые. Наибольшее распространение получили полынь белая, полынь черная, полынь песчаная. Всего полыни здесь представлены 10 видами. При недостаточном увлажнении и засоленности почвы произрастают виды растений, приспособленных к таким условиям, это галофиты: солерос, сарсазан шишковатый, тамарикс многоветвистый, кермек Гмелина и псаммофиты: эфедра двуколосковая, тонконог, ковыль, селитрянка Шобера, терескен серый, колосняк гигантский, типчак, пырей пустынный.

Растительный покров отличается исключительной динамичностью, что связано с природными и антропогенными факторами. Также на территории области произрастают лекарственные растения, около 30% лекарственных растений ядовиты, к ним относят анабазис безлистный и анабазис солончаковый, белена черная, дурман обыкновенный, кирзакон обыкновенный и другие растения. Неядовитые виды представлены следующими растениями: алтей лекарственный, солодка голая, пырей ползучий, одуванчик лекарственный, бессмертник песчаный, памелия блуждающая и др.

Можно отметить, что растительность приурочена к определенным ландшафтным районам и почвам. Так плоским и волнисто-равнинным ландшафтам с ложбинами, западинами и микропонижениями со светло -каштановыми и бурыми суглинистыми и глинистыми почвами в комплексе с солонцами соответствуют полынно-злаково-ромашковая (artemisia -gramíneae-matricária) растительность.

Плоским и волнисто-равнинным ландшафтам с ложбинами, западинами и микропонижениями со светло-каштановыми и бурыми полупустынными солонцеватыми и солончаковатыми суглинистыми и супесчаными почвами и песками слабогумусированными соответствуют полынно-злаково-ромашковыя (artemisia - gramíneae - matricária) и белополынно-прутняковые (artemisia absinthium l.- kochia) ассоциации.

Бугристо-грядовым ландшафтам "бэровских" бугров, бугристым слабозаросшим пескам с барханными комплексами, озерно-соровыми понижениями и котловинами, соответствуют с бурыми полупустынными солонцеватыми и солончаковатыми суглинистыми и супесчаными почвами и песками слабогумусированными соответствуют белополынно-прутняковые (artemisia absinthium l.- kochia) ассоциации, псаммофиты (psámmosphytón) и солянки (salsola) по понижениям.

Ландшафтам, представленным бугристыми слабо- и среднезаросшими слабогумусированными песками с солончаками с барханными комплексами, соответствует белополынно-однолетниковая растительность (artemisia absinthium l.), джузгун (calligonum) и овес песчаный (elymus arenarius L) по разбитым участкам [41].

1.5 Гидрографическая сеть

Поверхностные воды области гидрографической сетью реки Волги (с ее рукавами, протоков, ериков), пресными, солеными озерами и крупнейшим озером нашей планеты - Каспийским морем. Река Волга имеет протяженность 3530 км, На территории Астраханской области Волга не принимает ни одного притока. В районе г. Волжского к востоку отделяется крупный рукав - река Ахтуба, которая на далее к югу течет параллельно Волге. Междуречье Волги и Ахтубы - Волго-Ахтубинская пойма уникальное образование в полупустыне. Дельта Волги начинается северу от Астрахани, где от основного русла отделяется крупный рукав - Бузан. Крупными рукавами являются также Бахтемир, Кизань, Прямая и

Кривая Болда. Основу гидрологической сети дельты образуют многочисленные ерики. Постройка плотины Волжской ГЭС привело изменение гидрологического режима Волго-Ахтубинской поймы, изменение объема половодья и его длительности. Средний объем весеннего половодья с 130 уменьшился до 97 куб. километров, а продолжительность - с 83 до 53 суток. Волга и ее основные рукава имеют среднюю глубину около 11 метров.

Озера на территории Астраханской области по происхождению определяют как тектонические, запрудные и совмещенные, часть озер пресные, а часть соленые. Озеро Баскунчак тектонического происхождения и представляет собой мульду с осадком соляной массы. Протяженность озера около 18 км, ширина достигает 9 км, площадь - 106 кв. км. Абсолютная отметка поверхности - минус 21,3 м. Озера - старицы широко распространены в пойме и дельте и не связаны с главной рекой или ериком постоянным водотоком. Во время весеннего половодья они заполняются водой, а летом могут мелеть вплоть до полного пересыхания. Озера - ильмени в основном образовались в понижениях между буграми. Размер ильменей может достигать нескольких километров. Самый большой Бешкуль его протяженность около 10 км. Ширина до 1 км. Глубина ильменей в межень - 0,5 -1 м, в половодье - 2 - 3,5 метра. Некоторые ильмени соединены ериками. В связи с чем, образованы ориентированные по долготе ряды ильменей, разделенные грядами бугров. Часть ильменей являются пресными озерами. Некоторые ильмени засолены в разной степени.

Каспийское море ограничивает регион исследований с юга. Это самое крупное соленое озеро в мире. Площадь его без островов 368 тыс. квадратных километров.

Подземные воды разделяются на грунтовые и межпластовые. Грунтовые воды размещаются в ближнем к поверхности водоносном горизонте, который размещен выше первого водоупорного горизонта и представлен песками современного, хвалынского и хазарского возрастов. Глубина залегания грунтовых вод изменяется от одного до 50 метров. В основном воды соленые. Воды хазарского слоя в районе озера Баскунчак пресные и являются источниками

водоснабжения. Межпластовые воды размещаются в водоносных горизонтах между пластами водоупорных пород. Этот тип подземных вод прослеживается в разновозрастных горных породах, начиная с четвертичных отложений. Межпластовые воды в основном минерализованы[40].

Таким образом, физико-географические условия Астраханского Заволжья характеризуется разнообразием как почвенных, так и климатических условий. Почвенные условия отягощены малопродуктивными засоленными и солонцеватыми почвами. Климатические условия обусловлены большими годовыми и суточными перепадами температуры воздуха, малым количеством осадков и неравномерностью их выпадения от 66 мм в 1962 году и до 391 мм в 2016 году, а также большой испаряемостью, что приводит к непродуктивным потерям влаги. Ландшафтные условия определены двумя типами равнин: аккумулятивной и денудационной. Основной фон на территории области создают аккумулятивные равнины. Преобладание равнинного характера ландшафта дает возможность беспрепятственного перемещения воздушных масс, что является предпосылкой для проявления дефляционных процессов.

2 ПРОБЛЕМА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА, КАРТОГРАФИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ

ЛАНДШАФТОВ

Современное состояние ландшафтов обусловлено действующими антропогенными и природными факторами. Антропогенные факторы связаны с использованием природных ресурсов для нужд человека и обуславливают как изъятие их из природных ландшафтов, так и возврат отходов их переработки. В результате антропогенного воздействия разрушаются связи компонентов ландшафтов, что приводит к их трансформации всей геосистемы. В условиях засушливого климата полупустыни и пустыни на территории Астраханского Заволжья такая трансформация приводит к проявлению процессов деградации земель и опустыниванию ландшафтов. Природные факторы обусловлены климатическими и тектоническими процессами. Климатические факторы представлены на исследуемой территории минимальным количеством и неравномерностью выпадения осадков, а так же воздействием ветров приводящих к возникновению пыльных и песчаных бурь и перемещению масс песка.

2.1 Оценка состояния ландшафтов Астраханского Заволжья

В целом процессы деградации и опустынивания агрогеосистем представляют процессы снижения продуктивности экосистем при совместной деятельности человека и климатических условий, что приводит к разрушению экологических связей [45].

Известными исследователями Б.В. Виноградовым, К.Н. Куликом, А.С.

Рулевым, В.И. Петровым, В.Г. Юферевым и др.,[40, 26, 22, 15, 24, 25, 19, 84, 85, 74, 75, 96, 97, 110, 91, 119, 118] были определены и проанализированы основные факторы деградации и опустынивания засушливых территорий, к ним отнесли:

- перевыпас и сбой пастбищ;

- распашка непригодных для земледелия почв;

- орошение почв, организованное без учета ландшафтных особенностей;

- истощение почв;

- загрязнение водоемов и иссушение источников питьевой воды;

- вырубка и угнетение защитных лесных насаждений;

- повышение засушливости климата, увеличение продолжительности почвенных и атмосферных засух;

- техногенная нагрузка (транспортная, вскрышные и земляные работы, индустриальное строительство);

- загрязнение воздуха и территорий выбросами предприятий промышленности.

Разработки, по исследованию проблем изменения состояния агроландшафтов, постановке концептуальных и методологических основ и подходов, выделению стратегических и тактических направлений и обоснованию системы мероприятий по борьбе с негативными последствиями опустынивания, посвящены бережному и экологическому использованию аридных территорий [43, 73, 83, 106].

Радикальные изменения в состояние земельных ресурсов засушливых территорий обусловило актуальность проблемы опустынивания и деградации земель [115, 46].

Современная динамика аридных земель характеризуется изменчивостью, разнообразием процессов деградации, общая площадь которых занимает более 36% суши земли [46].

По климатическим картам мира можно установить, что около 30% суши имеют недостаточное увлажнение и около 10 млн. км2 из них это антропогенные пустыни.

Распределения климатических условий на поверхности Земли таково, что основные области (до 70%) с опустыненными территориями сосредоточены на африканском континенте. Динамика площадей земель, подверженных опустыниванию показывает, что за 30- лет в аридных регионах они существенно увеличились. Общая тенденция расширения деградированных и пустынных земель наблюдается в южных регионах России, том числе на территории Астраханской области. В связи с этим изучение процессов деградации аридных геосистем, выявление их динамики и механизма негативного влияния антропогенного и природного опустынивания, представляет собой основную задачу исследований. Хозяйственное использование аридных земель под земледелие на орошаемых полях, на богарных полях, а также под пастбища обусловлено необходимостью получения сельскохозяйственной продукции [95].

Значительная часть сельскохозяйственных угодий, находящихся в состоянии опустынивания, деградированы, что обусловлено применением технологий земледелия и животноводства, вызывающих общую деградацию ландшафтов [42, 121].

Исследования рельефа Прикаспийской низменности показали, что поверхность территории довольно сложная. В северной части, с глинистыми и суглинистыми почвами, встречаются вытянутые вдоль меридиана или довольно узкие и мелкие ложбины. Особенности рельефа здесь обусловлено наличием соляных куполов и компенсационных впадин. На этой же территории имеется множество мелких западин, которые имеют различную площадь. На юге Астраханского Заволжья распространены песчаные отложения, бугры, гряды и котловины. Обособленно на исследуемой территории выделяется рельеф Волго-Ахтубинской долины, однако ее территория выведена за рамки наших исследований [52].

Анализ территории исследований показывает, что ландшафт представлен относительно молодой морской равнинной и не имеет сложившегося слоя почвы, мощность почвенных горизонтов незначительна, что является основой для возникновения и развития их деградации. При антропогенном воздействии на

почву проходит смешение слоев, обеднение поверхностного слоя, что приводит к опустыниванию.

Накопленная информация и результаты исследований многих авторов, и опубликованные данные позволяют научно обосновать значение проблемы опустынивания земель, в области сохранения экосистем и обеспечения рационального использования ресурсов. Поэтому правомерно сделать вывод о том, что поставленная проблема актуальна для всех аридных регионов РФ. В результате проведения исследований состояния экосистем не только не исчерпывается, но и расширяется круг задач по выявлению закономерностей процессов деградации и опустынивания агроландшафтов и разработке организационных, технологических и мелиоративных мер, обеспечивающих предотвращение и локализацию таких процессов, ликвидацию очагов опустынивания и восстановление экологического состояния агроландшафтов [122, 123].

2.2 Использование геоинформационных технологий для оценки и картографирования Астраханского Заволжья

В связи с тем, что процессы деградации и опустынивания в регионе исследования не прекращаются, важную значение в борьбе с деградацией и опустыниванием имеет определение типа деградации, уточнение степени опустынивания территорий. Проблема решается применением материалов аэрокосмической съемки для анализа состояния агроландшафтов, что дает возможность за относительно небольшое время исследовать значительные по площади территории, оценить масштабы и характер прошедших изменений, вызванных антропогенным воздействием на окружающую среду. Космическая съемка предоставляет определенный набор данных для выявления динамики опустынивания, экологических исследований, мониторинга и охраны ландшафтов.

Территория Астраханской области относится к полупустынной природной

зоне, с проявлением очагового опустынивания с массивами открытых подвижных песков барханного типа. Здесь, за вычетом площади земель, прилегающих к пойме реки Волга и ее рукавов, отмечается увеличение площади и количества очагов опустынивания. Исследования проведенный с 2007 по 2015 гг. показали, что суммарная площадь опустынивания с проективным покрытием менее 10% увеличилась до 1 млн га [65].

Автором установлено, что увеличение площади деградированных и опустыненных земель обусловлено рядом факторов, как климатическими (осадки, солнечная радиация), так и антропогенными (распашка, выпас скота).

Для оценки деградации и опустынивания аридных ландшафтов наиболее актуальны методы, обеспечивающие прогноз процессов, проходящих на территории исследований при изменении факторов, определяющих такие процессы.

В реальности прогнозы имеют вероятностную основу и дают возможность математически описать развитие опустынивания, которое зависит от изменения действующих факторов. При прогнозировании особое внимание уделяется составлению нескольких вариантов прогноза в зависимости от преобладания тех или иных факторов. Математические модели используются для анализа геоинформационных данных и составления тематических карт. Геоинформационные исследования в настоящее время являются современных методическим приемом при изучении опустынивания территорий [12].

Использование геоинформационного анализа для математико-статистической оценки динамики опустынивания ландшафтов осуществляется для функциональной интерпретации опустынивания территорий и в картографическом выражении результатов на локальных картах, а также для разработки карт прогноза деградации ландшафтов [77].

Основываясь на четырех уровнях деградации (норма, риск, кризис и бедствие), разработанных ранее для агроландшафтов [14] были выявлены критерии динамики деградации.

Критерии, отражающие фиксированное, статическое состояние ландшафтов не в полной мере дают объективную оценку, в связи с тем, что не учитывают изменение этого состояния во времени. Исследователи (Виноградов Б.В., Кулик К.Н., Рулев А.С. и др.) отмечают [17, 65, 97], что имеются агроландшафты, находящиеся в состоянии относительной стабильности, для них достаточно фиксированной оценки, без исследования динамики состояния. Наряду с этим имеются ландшафты, состояние которых быстро изменяется при внешних воздействиях, при этом, даже незначительные изменения внешних факторов приводят к проявлению процессов деградации. Такие процессы особенно опасны на территориях с малогумусированными почвами легкого гранулометрического состава и песками. Такие территории подвержены процессам деградации, развивающимся с высокой скоростью, что приводит к быстрой потере растительного покрова и образованию подвижных песчаных массивов. В результате ландшафты, имеющие низкий уровень общей деградации (риск, кризис), по скорости прироста деградированных земель в год могут классифицироваться как более деградированные (бедствие)

В связи с чем, динамика деградации или иначе скорость нарастания деградации почвы, растительности, снижение продуктивности и др.), имеет большое значение для выявления реального состояния ландшафтных комплексов.

Б. В. Виноградовым определено четыре уровня динамики ландшафтов. Стабильные или слабо динамичные, где скорость деградации составляет менее 0,5% площади в год. Умеренно динамичные - 1-2%. Средне динамичные - до 23% . Сильно динамичные - более 3%.

Картографирование динамики деградации основано на сравнении пошедших изменений состояния ландшафтов по материалам разновременных авиационных и космических съемок в течение некоторого времени. Разработка геоинформационных картографических слоев, показывающих состояние ландшафтов по годам исследований, позволяет выявить тенденции и построить уравнения регрессии, которые дают возможность составить прогноз и в режиме моделирования определить вероятное состояние агроландшафтов.

2.3 Моделирование динамики ландшафтов Астраханского Заволжья

Прогноз состояния агроландшафтов основан на статистической обработке рядов данных по изменению уровня и площади деградации, а также скорость такого изменения. Математическое моделирование и прогнозирование динамики агроландшафтов основывается на полученных уравнениях регрессии, где коэффициенты определяют скорость и характер процессов деградации. Такие уравнения описывают изменения площади деградированных объектов и уровня деградации во времени.

Применение современных методов получения информации, в том числе с использованием геоинформационных систем, распределенных баз данных, актуальных и архивных космоснимков, обеспечивают получение достоверных материалов для математико-картографического моделирования состояния агроландшафтов [54, 124].

Для прогноза состояния ландшафтов используется несколько методов, таких как, методы временного подобия, экологических рядов и др., которые используются для прогноза состояния растительности, но недостаточно корректны для прогноза динамики деградации для ландшафтов в целом. В связи с этим в большей степени применимы методы, оценивающие динамику процессов деградации ландшафтов (например, кригинга) при широком использовании методов статистического анализа многомерных данных [104].

Геоинформационный анализ картографических и атрибутивных данных дает возможность определить уровни деградации агроландшафтов и обеспечить рациональное управление антропогенной нагрузкой для обеспечения устойчивого функционирования и восстановления деградированных территорий.

Определение уровня деградации и опустынивания агроландшафтов осуществляется по космокартам, разработанным на основе космоснимков высокого разрешения. Анализ космокарт, составленных по космоснимкам различных лет съемки, является как пространственным, так и временным [121].

Такой анализ дает возможность установить динамику процессов деградации и опустынивания территорий. Прогноз динамики деградации, основанный на полученных уравнениях регрессии - вероятностный, в связи с тем, что они разрабатываются на основе статистических данных прошлых лет и основан на математической интерпретации изменений в ландшафтах.

Прогноз разрабатывается с учетом значимых факторов (для естественных ландшафтов юга Европейской части РФ, в первую очередь, количество осадков и пастбищная нагрузка). Для различных видов агроландшафтов определяются динамические критерии экологического состояния (норма, риск, кризис и бедствие).

Геоинформационный анализ ландшафтов для выявления динамики деградации и опустынивания, определения характера изменения их состояния позволяет определить их в режиме реального времени и обеспечить использование имеющихся ресурсов для предотвращения негативных последствий и управления режимом их использования.

Технологии геоинформационного анализа основаны как на математической формализации имеющихся данных, так и иерархической структурированности этапов разработки картографической модели. Применение таких технологий позволило повысить скорость картографирования, достоверность результатов, а также осуществить картографирование почвенно-ландшафтных связей. В итоге информационное обеспечение повышения устойчивости ландшафтов может быть обеспечено применением современных данных дистанционного зондирования, снижающих материальные, трудовые и временные затраты и повышающие точность и достоверность картографического материала и результатами аналитического геоинформационного картографирования.

Изменения климатических условий являются существенным фактором, обуславливающим зависимые изменения природных ландшафтов. Точность прогнозов изменения состояния ландшафтов обусловлена региональными особенностями климата. В условиях полупустынь и пустынь растительность, является стабилизирующим фактором, при деградации которого резко нарастают

процессы опустынивания [25]. Видовой состав растительности, ее состояние и продуктивность определяют уровень развития животноводства. Увеличение антропогенной нагрузки в аридной зоне ведет к развитию процессов опустынивания [123].

Основы методологии исследования процессов деградации, а также картографирования прогноза состояния травяного покрова разрабатывались Б.В. Виноградовым [16. 17, 20], К.Н. Куликом [68], А. С. Рулевым [97, 98], В.Г. Юферевым [109, 110]. Предложено для оценки опустынивания использовать спектрозональные аэро - и космоснимки с разрешением до 10 м - для защитных лесных насаждений и до 30 м для пашни и пастбищ. Такой выбор определен возможностью определения параметров ландшафтного объекта исследований.

2.4 Геоинформационное картографирование состояния ландшафтов

Ландшафтное геоинформационное картографирование с разработкой прогнозных картографических слоев динамики состояния ландшафтов на основе математического моделирования является одним из важнейших этапов составления прогнозных моделей. Сравнение информации космокарт изменения растительности по годам исследований позволяет провести пространственно-временной анализ таких изменений, математически интерпретировать полученные результаты, выделить зависимые и независимые величины, разработать уравнения регрессии. Полученные уравнения обеспечивают составления среднесрочного прогноза развития агроландшафтов [27].

С развитием космических методов исследований поверхности земли с получением космоснимков в оптическом диапазоне, как панхроматических, так и мультиспектральных получила развитие дистанционная оценка состояния ландшафтов. Для анализа природных ресурсов при дистанционном зондировании территории использование данных спектрозональной съемки дает возможность анализировать состояние растительного покрова. Наиболее известными инструментами анализа являются вегетационные индексы. Вегетационные

индексы рассчитываются на основе спектрозональных снимков. Такие индексы представляют собой изображения, синтезированные таким образом, чтобы выделять определенные свойства растительного покрова.

Спектральная отражательная способность растительности, характеризуется определенными отличиями в спектре длин отраженных волн. Выявление связи состояния и структуры растительного покрова со спектральными характеристиками дает возможность применять космоснимки для картографирования и определения, как типов растительности, так и их состояния.

Особенность обработки спектрозональных космоснимков заключается в синтезе индексных изображений. Выбор комбинации спектрозональных снимков, которые несут информацию, необходимую для выделения объекта исследований, и последующего определения спектрального индекса объекта дает возможность построить растровое изображение, где значение индекса присваивается каждому пикселю, обеспечивает идентификацию исследуемого объект и оценку его состояния. Применительно к растительности такие спектральные индексы названы вегетационными индексами [108]. Вегетационный индекс это показатель, рассчитываемый по различным спектральным диапазонам, отражающим характеристики растительности на растровом снимке. Существует примерно 160 вариантов вегетационных индексов. Все они определяются опытным путем, с использованием установленных особенностей отраженного спектра верхнего слоя почв и растительности.

В основном вегетационные индексы рассчитываются по двум диапазонам спектра. Это красная зона (длина волны 0,62 - 0,75 мкм), на которую приходится максимальное поглощение солнечного излучения хлорофиллом, и ближняя инфракрасная зона (длина волны 0,75 - 1,3 мкм), характерную для максимального отражения излучения поверхностью листа. Таким образом, при большой фитомассе растительности значения отраженного излучения в красной зоне спектра будут иметь меньшие значения и, соответственно, большие значения в ближней инфракрасной зоне. При этом соотношение этих показателей позволяет выделить растительность в ряду других природных объектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кравченко Александр Сергеевич, 2018 год

КЗ -

нов

1 0 1 2 КМ

■ Бедствие-Кризис Риск-Норма

Рисунок 4.67 - Изолинейная карта ЕУ1 полигона "Мулынкин'

Скорость снижения проективного покрытия на тестовом полигоне "Мулынкин" составляет около 0,3% в год. Здесь отмечается зарастание песков плохо поедаемой Alhagi pseudoalhagi и ядовитой Peganum Иагша1а, что способствует их закреплению. Но в то же время пастбищная нагрузка на окружающие участки растет. Коэффициент корреляции изменений средних значений ЫОУ! с количеством осадков - 0,10

Рисунок 4.68 - Изолинейная карта МОУ! полигона "Мулынкин"

Рисунок 4.69 - Динамика ВИ полигона " Мулынкин"

На тестовом полигоне "Кордон" только один ярко выраженный очаг деградации. При этом, как и на предыдущем полигоне, тренд изменения проективоного покрытия направлен на снижение со скоростью до 0,3% в год.

Коэффициент корреляции изменений средних значений МОУ! с количеством осадков - 0,24

Рисунок 4.70 - Изолинейная карта EVI полигона "Кордон"

Рисунок 4.72 - Динамика ВИ полигона "Кордон"

Рисунок 4.73 - Изолинейная карта EVI полигона "Арыстанкызыл"

Скорость снижения проективного покрытия на тестовом полигоне "Арыстанкызыл" составляет около 0,25% в год. Здесь отмечается зарастание песков плохо поедаемой Alhagi pseudoalhagi и ядовитой Peganum harmala, что способствует их закреплению. Но в то же время пастбищная нагрузка на окружающие участки растет. Наиболее деградированы прилегающие к фермам

участки и скотопрогонные тропы. На сбитых участках преобладают Artemisia arenaria и Secale sylvestre. Велика доля Poa bulbosa и Anisantha tectorum. При росте пастбищных нагрузок бугристые пески могут быть быстро разбиты. Коэффициент корреляции изменений средних значений NDVI с количеством осадков - 0,13

Рисунок 4.74 - Изолинейная карта NDVI полигона "Арыстанкызыл"

Рисунок 4.75 - Динамика ВИ полигона " Арыстанкызыл

4.6 Фитомелиоративное картографирование пастбищных комплексов

Астраханской области

Закономерности пространственной структуры ландшафтов, распределения растительных сообществ и почвенного покрова отражает разработанная карта лесомелиоративных выделов Астраханской области (рис. 4.76).

В

Рисунок 4.76 -Лесомелиоративная карта Астраханской области таблице 4.19 приведены среднемноголетние значения МОУ!

по

лесомелиоративным выделам.

Таблица 4.19 - Среднемноголетние значения NDVI по лесомелиоративным выделам_

ЛМВ Среднее Медиана Мин. Макс. Ст. отклонение Площадь, тыс. га

I-Пб 0,27 0,27 -0,07 0,76 0,04 1052,62

I-Пг 0,26 0,27 0,14 0,30 0,02 43,88

Шб 0,28 0,28 0,17 0,68 0,02 57,77

Шв 0,30 0,28 0,05 0,77 0,08 402,294

Шг 0,26 0,26 0,14 0,31 0,03 6,49594

ГУв 0,32 0,32 -0,30 0,80 0,11 1238,024

Таким образом определено, что площадь земель, с мелкобарханным рельефом и развеваемыми песчаными почвами, возникшими в результате сбоя травянистого покрова вблизи водопоев, кошар и населенных пунктов, а также в результате распашки и трансформированным растительным покровом, а также земель со среднеразвеваемыми песчаными почвами при ограниченно-доступных грунтовых водах достигает 1 млн га (I и II категории). При этом территории лишенные дополнительных источников увлажнения занимают площадь около 40 тыс. га. Площадь территорий с деградированным растительным покровом, пологим рельефом и зональными супесчаными почвами, податливые дефляции при сплошной распашке имеют площадь (III категория): 59 тыс. га - с относительно доступными грунтовыми водами, с увлажнением от перераспределения атмосферных осадков -92 тыс. га, 6,4 тыс. га - без дополнительных источников увлажнения.

К IV категории лесомелиоративных выделов площадью 1,2 млн га отнесены сельхозугодия с равнинным рельефом, зональными суглинистыми и глинистыми почвами, устойчивыми против дефляции.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ДЕГРАДАЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО

ПОКРОВА АГРОЛАНДШАФТОВ

Географические информационные системы, дающие возможность анализировать геоэкологические данные и актуальные данные дистанционного зондирования Земли, в настоящее время становятся основой рационального природопользования, они в одно время являются источником новых данных и знаний о пространственных, взаимосвязанных явлениях [32].

Использование ГИС технологий при геоинформационном анализе деградации и опустынивания ландшафтов Астраханского Заволжья позволяет дать экономическую оценку состояния ландшафтов и определять характер происходящих изменений. [64].

5.1 Методы экономической оценки.

Для экономической оценки деградированных ландшафтов Астраханского Заволжья был использован метод оценки экономического ущерба за счет неполучения продукции [79, 30].

В соответствии с "Методикой определения размеров ущерба от деградации почв и земель ..." [30] расчет размера ущерба в связи с деградацией почв осуществляется по результатам оценки деградации земель. При определении ущерба от деградации земель учитываются нормы возмещения убытков установленные "Правилами возмещения ..." [92]. В пункте 5 правил установлено, что размер убытков "...рассчитывается в соответствии с методическими рекомендациями, утверждаемыми Федеральной службой земельного кадастра

России по согласованию с Министерством экономического развития и торговли Российской Федерации и Министерством имущественных отношений Российской Федерации". Приказом Минэкономразвития России от 04.07.2005 № 145 утверждены "Методические рекомендации по государственной кадастровой оценке земель сельскохозяйственного назначения". В соответствии с действующими нормативными актами за нормативную стоимость для расчета потерь от деградации земель принимается кадастровая стоимость участка.

Продукция естественных аридных ландшафтов в большей степени травянистая растительность, используемая для выпаса скота и заготовки сена. Она определяется общей сухой поедаемой массой растительности, выросшей на рассматриваемой территории.

Экономический ущерб от деградации растительного покрова территории (Уд) определяется как стоимость сухой поедаемой массы (Снп), не произведенной в ландшафте в условиях естественной и антропогенной деградации. которая определяется по разности между стоимостью сухой поедаемой массы травянистой растительности при проективном покрытии, соответствующем экологическому уровню "норма" (Сн) и стоимостью, произведенной сухой поедаемой массы с учетом деградации растительного покрова (Сд), формула 5.1

Уд = Сн-Сд 5.1

Определение уровня экологической деградации травянистой растительности проводится дистанционно по космоснимкам высокого разрешения и при полевых исследованиях на тестовых полигонах, где выбираются участки, репрезентативных для территорий, на которых осуществляется исследование.

5.2 Определение ущерба от деградации травянистой растительности

Оценка состояния травянистой растительности на территории исследований осуществлялась по проективному покрытию. Проективное покрытие поверхности травянистой растительностью является достоверно определяемой по космоснимкам характеристикой и отражает реальное состояния этой

растительности в ландшафтах [129]. Оценка проективного покрытия проводилась по создаваемым геоинформационным картографическим слоям - космокартам согласно методике, приведенной в главе 3.

Для определения уровня деградации растительности на рассматриваемой территории проводился математико-картографический анализ тематических карт.

Дешифрирование и классификация космоснимков для определения уровня деградации травянистой растительности в ландшафтах проводятся с учетом результатов полевых исследований и фотоэталонирования земель на тестовых полигонах и фактически установленного уровня деградации. Результаты дистанционной оценки проективного покрытия территории исследований травянистой растительностью, проверяются при проведении полевых исследований на контрольных участках.

Уровни деградации травянистой растительности устанавливаются по критериям, представленным в таблице 5.1 [113]. Таблица 5.1 - Экологический уровень деградации по значению фототона

Экологический Ранг Оценка, Диапазон Площадь

уровень деградации деградации балл фототона проективного

для травянитсой покрытия, %

растительности

1 2 3 4 5

Норма деградация 0 0-30 более 70

(несбитые и отсутствует

слабосбитые) очень слабый 1 31-60 46-70

слабый 2 61-90 35-45

Риск слабо умеренный 3 91-110 32-34

(среднесбитые) средне умеренный 4 111-120 29-31

выше среднего 5 121-130 25-28

Кризис менее сильный 6 131-140 22-24

(сильносбитые) сильный 7 141-146 18-21

очень сильный 8 147-150 15-18

Бедствие слабо бедственный 9 151-170 5-14

(очень сильносбитые бедственный 10 171-210 0-4

и скальпированные) катастрофический 11 211-255 0

Критерии по уровням деградации, приведенной в работе [79] приведены в таблице 5.2 . Эти критерии с учетом геоинформационного анализа космической информации позволяют определить координаты и уровень деградации земель.

В "Методике ..." [79] приведены коэффициенты экологической ситуации

территории (Кэ), Для Астраханского Заволжья" Кэ=1,9. Учет потери ежегодного дохода осуществляется через коэффициент Дх. Коэффициент времени восстановления деградированных земель (Кв) определяется по срокам восстановления: 1 год - 0,9; 2 - 1,7; 3 - 2,5; 4 - 3,2; 5 - 3,8.

Таблица 5.2 - Определение уровня деградации травянистой растительности в ландшафтах

№ Показатель Уровень (степень) деградации

Норма (0 ) Риск (1 2) Кризис (3) Бедствие (4)

Показатели, определяемые по результатам дешифрирования космоснимков

1 Площадь обнаженной почвообразующей породы (С) или подстилающей породы ф), % от общей площади 0 - 2 3 - 5 6 - 10 11 - 25 ¡> 25

2 Проективное покрытие пастбищной растительностью, % от зонального > 90 71 - 90 51 - 70 10 - 50 < 10

Определения ущерба в зависимости от изменения уровня деградации земель от предыдущего уровня определяется коэффициентом Кс, который равен нулю, при отсутствии изменений. При проявлении деградации Кс для уровня "Риск" будет равен 0,2 - 0,5; "Кризис" - 0,8; "Бедствие" - 1,0.

Размер ущерба рассчитывается для каждого тестового участка по формуле: У=Нс^хКэхКсхКп+Дх*5хКв, (5.2)

где У - размер ущерба от деградации почв и земель (руб.);

Нс - норматив стоимости;

Дх - годовой доход с единицы площади (руб.),

5 - площадь деградированных почв и земель (га);

Кэ - коэффициент экологической ситуации территории,

Кв - коэффициент пересчета в зависимости от периода восстановления деградированных земель;

Кс - коэффициент пересчета в зависимости от изменения степени деградации почв и земель;

Кп - коэффициент для особо охраняемых территорий.

В результате использования методики расчета ущерба от деградации, появилась возможность выявить его количественные параметры и применять для

обоснования эффективности обустройства пастбищных ландшафтов.

Используя данные по кадастровой стоимости полигона "Алехов" на сентябрь 2017 г. [129] как нормативную, установили стоимость 1 га площади равную 830 руб.

Используя ранее приведенные коэффициенты для исследуемой территории ( с учетом планируемой стоимости 1т сухой поедаемой массы 2000 руб. [113]), потери дохода определяются посредством коэффициента потери продуктивности равный 0,1723 и при восстановлении деградированной растительности через 3 года), уравнение ущерба запишется в виде:

У=830х0,1723х539,55х1,9х0,3х1+0,1723х2000х539,55х2,5 (5.3)

Результат расчета показал, что на тестовом участке "Алехов" площадью 539,5 га ущерб от потери стоимости и неполученного дохода составляет 508803,8 руб. в год.

Важным элементом экономической эффективности является общая эколого-экономическая эффективность, определяемая отношением стоимости дополнительной продукции с учетом всех затрат на проведение агролесомелиоративных мероприятий к стоимости дополнительной продукции. Чем выше показатель, тем эффективнее применение агролесомелиоративных мероприятий для восстановления и повышения продуктивности пастбищных угодий.

На основе представленной методики можно осуществлять эколого-экономическую оценку эффективности мелиоративных мероприятий по повышению продуктивности аридных пастбищ после проведения фитомелиоративных мероприятий.

Экономическая эффективность эколого-экономической оценки деградированных аридных ландшафтов на основе геоинформационных технологий с использованием данных дистанционного зондирования только за счет сокращения наземных исследований (при минимальной рыночной стоимости картографирования 1 га - 2000 руб. по данным [125, 128]) на площади Астраханского Заволжья (1647 тыс. га) составляет 3,3 млрд руб, тем самым

подтверждая ценность таких исследований. Экономический эффект использования космосъемки для фитоэкологической оценки аридных ландшафтов, обоснования фитомелиоративного обустройства, складывается из экономии средств на проведение специальной аэро- и космической съемки территории; экономии в результате сокращения объема полевых работ; снижения затрат на разработку проектов. Таким образом, применение геоинформационных технологий для оценки экологического состояния является высокоэффективным методом получения информации о состоянии агролесопастбищных ландшафтов на аридных территориях юга России.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты, полученные в процессе геоинформационного анализа динамики деградации аридных ландшафтов на территории Астраханского Заволжья позволили установить закономерности и корреляционные связи, их состояния и условий функционирования. Разработанные теоретические создают основы применения методов геоинформационного анализа в исследованиях таких ландшафтов на основе их картографирования и пространственно-временного моделирования, создают определенную информационную базу и обеспечивают прогноз состояния полупустынных и пустынных экосистем.

Уточнена методика компьютерного дешифрирования и геоинформационного картографирования современного состояния агроландшафтов Астраханского Заволжья на основе использования космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения, с учетом зональных и геоморфологических условий их функционирования в условиях антропогенного влияния.

Установлено, что для Астраханского Заволжья преимущественно равнинный характер рельефа. Южнее 48°03'58" с.ш. высоты рельефа переходят отметку 0 м и становятся отрицательными, плавно понижаясь до уровня -30 ....-35м. Отсутствие значимых возвышений рельефа создает условия для свободного перемещения воздушных масс с максимальным сохранением энергии, и, в итоге, к негативному воздействию на растительность агроландшафтов.

Оценка актуального состояния агроландшафтов Астраханского Заволжья пойме показала усугубление их деградации. Площадь опустыненных земель, с мелко- и среднебарханным рельефом и сильноразвеваемыми песчаными почвами,

возникшими в результате чрезмерной нагрузки скотом вблизи водопоев, кошар и населенных пунктов, а также в результате распашки и деградированным растительным покровом, и земель с разнообразным рельефом и среднеразвеваемыми песчаными почвами при ограниченно-доступных грунтовых водах достигает 1 млн га.

Разработанная локальная ГИС, включающая геоинформационные картографические слои и математические модели ландшафта позволили выполнить дистанционную оценку агроландшафтов на тестовых полигонах, установлены площади с уровнями деградации "Бедствие" и "Кризис", а также площади недеградированных (уровень "Норма") и слабо деградированных ("Риск") участков.

Картографирование типов почв, их комплексов и сочетаний с использованием геоинформационных технологий и данных дистанционного зондирования земли позволили провести коррекцию почвенной карты с уточнением типа и выделением уточненных контуров и разработать картографический слой - карта почвенных контуров, выявлено, что более 500 тыс. га занято песками слабогумусированными, что составляет 30,7% территории Асраханского Заволжья.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ

Разработанная локальная ГИС Астраханского Заволжья и созданные на основе геоинформационного анализа космоснимков и цифровых моделей рельефа картографические слои, могут быть использованы органами управления, природоохранными организациями, сельскохозяйственными предприятиями и др. для принятия решений по планированию хозяйственного использования территории Астраханского Заволжья. А также, для разработки мер по восстановлению нарушенных экосистем.

Разработанные тематические слои ГИС можно использовать как основу для планирования агролесомелиоративного обустройства пастбищ Астраханского Заволжья.

Разработанные математические модели рекомендуются для прогнозирования изменения уровня деградации агроландшафтов Астраханского Заволжья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абатуров, Б. Д. Пастбищный тип функционирования степных и пустынных экосистем / Б. Д. Абатуров // Успехи современной биологии.-2006.- Т. 126, № 5.- С. 435-447.

2. Аковецкий, В.И. Дешифрирование снимков / В.И. Аковецкий. - М.: Недра, 1983. - 120 с.

3. Альтер, С.П. Ландшафтный метод дешифрирования аэроснимков / С.П. Альтер. - М., 1966. - 166 с.

4. Андроников, В. Л. Андроников, В.Л. Дешифрирование по аэро - и космическим снимкам почвенного покрова основных природных зон страны для картографирования / В.Л. Андроников, Т.В. Афанасьева, М.С. Симаков // Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве. - М.: Наука, 1990. - С. 22-34.

5. Андроников, В. Л. Использование дистанционных методов в почвоведении и сельском хозяйстве / В. Д. Андроников, Т. В. Королюк // Итоги науки и техники: Почвоведение. - М.: ВИНИТИ, 1985. - Т. 5. - 179 с.

6. Андроников, В. Л. Применение космических снимков для изучения почвенного покрова / В. Л. Андроников // Труды Х Международного конгресса почвоведов. - М., 1975. - Т. 12. - С. 306-312.

7. Андроников, В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв / В.Л. Андронников. - М.: Колос, 1979. - 280 с.

8. Аристархова, Л.Б. Развитие тектонической структуры Западного Прикаспия в новейшее время / Л.Б. Аристархова, В.А. Брылев // Вестн. Моск. Унта. Сер. 5. Геогр. -1984. № 1. - С. 58-65.

9. Аристархова, Л.Б. Современный рельеф и глубинное строение Прикаспийской впадины / Л.Б. Аристархова// Геоморфология.-1971.- №2 4 С. 48-55.

10. Афанасьева, Т. В. Изучение процессов эрозии почв путем инструментального дешифрирования аэрофотоснимков / Т. В. Афанасьева, В. П. Лидов, Н. В. Мошарова // Почвоведение. - 1974. - №1. - С. 90-96.

11. Безуглова, О. С. Гумусное состояние почв юга России / О. С. Безуглова. - Ростов-на-Дону: Изд. СКНЦ ВШ. - 2001. - 228 с.

12. Берлянт А. М., Кошкарев А. В., Тикунов В. С. Картография и геоинформатика // Итоги науки и техники. Сер. Картография. - М.: ВИНИТИ, 1991. - Т. 14. - 176 с.

13. Большаков, А.Ф. Почвы и микрорельеф Прикаспийской низменности / А.Ф. Большаков, В.М. Боровский // Солонцы Заволжья. М.-Л.: ВАСХНИЛ, 1937. Вып. 7. С. 134-169.

14. Виноградов, Б. В. Биотические критерии выделения зон экологического бедствия РФ / Б. В. Виноградов, В. А. Орлов, В. В. Снакин // Изв. РАН. Сер. География - 1993. - №5. - С.77-89.

15. Виноградов, Б. В. Дистанционные индикаторы опустынивания и деградации почв / Б. В. Виноградов // Почвоведение. - 1993. - №2. - С.98-103.

16. Виноградов, Б. В. Картографирование климатической аридности территории Калмыкии / Б. В. Виноградов, А. Д.Сорокин, П. Б. Федотов // Биота и природная среда Калмыкии. Москва-Элиста. Коркис, 1995. - С. 253-258.

17. Виноградов, Б. В. Направление регионального переноса твердых частиц в атмосфере аридных областей по дистанционным данным / Б. В. Виногорадов, А. А.Григорьев, В. Б. Липатов // Изв. АН СССР, сер. геогр. -1978.-№4. -С. 32-38.

18. Виноградов, Б. В. Принципы аэрофотографического эталонирования индикаторов грунтовых вод засушливых зон / Б. В. Виноградов // Проблемы освоения пустынь. - 1970. - № 1. - С. 18-24.

19. Виноградов, Б. В. Прогнозирование пространственно-временной динамики экосистем методом универсального кригинга / Б. В. Виноградов, С. М.

Кошель, К. Н. Кулик // Экология. - 2000. - № 5. - С. 323-332

20. Виноградов, Б. В. Растительные индикаторы и их использование при изучении природных ресурсов / Б. В. Виноградов. М. : Высшая школа, 1964.-328 с.

21. Виноградов, Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем / Б.В. Виноградов. - М.: Наука, 1984. - 320 с.

22. Виноградов, Б.В. Аэрометоды изучения растительности аридных зон / Б.В. Виноградов - М.-Л.: Наука, 1966. - 362 с.

23. Виноградов, Б.В. Дистанционные индикаторы опустынивания и деградации почв / Б.В. Виноградов // Почвоведение. - 1993. - №2. - С.98-103.

24. Виноградов, Б.В. Картографирование зон экологического неблагополучия по динамическим критериям / Б.В. Виноградов, К.Н. Кулик, А.Д. Сорокин и др. // Экология. - 1988. - №4. - С. 243-251.

25. Виноградов, Б.В. Основы ландшафтной экологии / Б.В. Виноградов. -М.: Геос, 1998. - 418 с.

26. Виноградов, Б.В. Преобразованная земля: аэрокосмические исследования / Б.В. Виноградов. - М.: Мысль, 1981. - 295 с.

27. Виноградов, Б.В. Прогнозирование процессов опустынивания пастбищ Западного Прикаспия на основе аэрокосмической фотоинформации/ Б.В. Виноградов, К.Н. Кулик, А.Н. Салугин // Лесомелиорация и ландшафт. -Волгоград, 1993. - С. 67-82.

28. Воронина, В.П. Агроэкологический потенциал пастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия в условиях меняющегося климата: автореф. дис.докт. с.-х. наук / Валентина Павловна Воронина. Волгоград, 2009. - 47 с.

29. Востряков, А. В. Четвертичные отложения, рельеф и неотектоника Нижнего Поволжья / А.В. Востряков. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1978. 353 с.

30. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. - М.: 1999 (утверждена Государственным комитетом Российской Федерации по охране окружающей среды 09 марта 1999г)

31. География Астраханского края [Текст]: учеб. пособие/А.Н.Бармин, Э.И.Бесчётнова, Л.М.Вознесенская [и др.].— Астрахань: Издательский дом

«Астраханский университет», 2007.-259 с.

32. Геоинформатика: Учеб. для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов и др.; Под ред. В. С. Тикунова. — М: Издательский центр «Академия», 2005. — 480 с.

33. Геология СССР. Ростовская, Волгоградская, Астраханская области и Калмыцкая АССР. Геологическое описание. Колл. авт. / Под ред. Белова Ф.А. М.: Недра, 1970. - 667 с.

34. Геоморфологическое районирование СССР / Под ред. А.А. Григорьева. М.-Л., 1947. 171 с.

35. Дешифрирование космических снимков для целей картографии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ntsomz.ru/articles/articles_dzz/ deshifr_ kosm _img. Опубликовано: 9. 11. 2004.

36. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. -Берлин-М., 1982. - Т. 1. - 83с.

37. Дистанционная оценка деградации пастбищ по аэрокосмоснимкам / К.Н. Кулик, А.С. Рулев, В.Г. Юферев и др. // Современное состояние лесного хозяйства и озеленения в Республике Казахстан: проблемы, пути их решения и перспективы : матер. межд. науч. конф., посвященной 50-летию организации НПЦ лесного хозяйства МСХ РК, 23-24 августа 2007 г., г. Щучинск. - Алматы, 2007. -С. 253-257.

38. Дистанционное зондирование / под ред. Ф. Свейна и Ш. Дейвис. Пер. с англ. - М.: Недра, 1983. - 256 с.

39. Дистанционное зондирование: количественный подход / Под ред. Ф. Свейна и Т. Дейвиса. - М.: Прогресс, 1983. - 414с. (Пер. с англ).

40. Доклад об экологической ситуации в астраханской области в 2014 году. Астрахань: Служба природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области. - 2015. - 193 с.

41. Доскач, А. Г. Природное районирование Прикаспийской полупустыни / А. Г. Доскач. - М.: Наука, 1979. - 143 с.

42. Залибеков З. Г. Новикова Н. М. Научные и прикладные основы

планетарной стратегии борьбы с опустыниванием, журнал «Аридные экосистемы» и современные состояние аридных земель мира. / Труды института геологии Дагестанского научного центра РАН.- Выпуск № 67 - 2106. - С. 5-15

43. Залибеков, З. Г. Процессы опустынивания и их влияние на почвенный покров / З. Г. Залибеков. - Москва, 2000. - 220 с.

44. Золотокрылин, А. Н. Климатическое опустынивание / А. Н. Золотокрылин.- М.: Наука, 2003.- 246 с

45. Золотокрылин, А.Н. Наземные и спутниковые исследования продуктивности пастбищ республики Калмыкии с различной степенью деградации растительных сообществ / А.Н. Золотокрылин, Т.Б. Титкова, С.С. Уланова, Н.Л. Федорова // Аридные экосистемы. 2013. т. 19, № 4 (57). С. 31-39.

46. Зонн С. В. Процессы опустынивания на различных континентах // Современные проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1983. - 180 с .

47. Ивахов, Б. М. Применение космических снимков для картографирования лесорастительных условий песков / Б. М. Ивахов //Проблемы освоения пустынь. - 1983. - №6. - С. 67-72.

48. Ильинский, Н.Д. Фотограмметрия и дешифрирование снимков / Н.Д. Ильинский, А.И. Обиралов, А.А. Фостиков. - М.: Недра, 1986. - 376 с

49. Инструкция по дешифрированию аэрофотоснимков и фотопланов в масштабах 1:10000 и 1:25000 .для целей землеустройства, государственного учета земель и земельного кадастра. - М., 1978. - 64 с.

50. Калнина В.А. Методические вопросы крупномасштабного картографирования почв с использованием метода дешифрирования / В.А. Калнина// Современные методы изучения, охраны и использования земель. - М., 1975. - Вып. 11. - С. 40-48.

51. Калнина, В. А. Применение принципов ландшафтного метода дешифрирования для изучения и картографирования почв по материалам аэрофотосъемки / В. А. Калнина // Почвоведение. - 1971. - № 2. - С. 61-69.

52. Карандеева, М. В. Геоморфология Европейской части СССР / М. В. Карандеева. - М.: Изд-во МГУ, 1957. 314 с.

53. Картографирование по космическим снимкам и охрана окружающей среды / Е. А. Востокова, Л. А. Шевченко, В. А. Сущеня и др. - М.: Недра, 1982. -251с.

54. Картографическое моделирование и прогноз деградации агроландшафта. Опустынивание и борьба с ним / Юферев В.Г., Кулик К. Н., Рулев А. С. и др. // Матер. Междунар. научной конференции по борьбе с опустыниванием, Россия, республика Хакасия, НИИ аграрных проблем Хакасии, 16-19 мая 2006 г. / Под ред. В.К. Савостьянова и И.П. Свинцова / Российская академия сельскохозяйственных наук, Сибирское отделение, ГНУ НИИ аграрных проблем Хакасии. - Абакан: Типография ООО "Фирма "Март", 2007. - С. 283-289.

55. Книжников, Ю. Ф. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений / Ю. Ф.Книжников, В. И. Кравцова. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1991. - 206 с.

56. Книжников, Ю. Ф. Аэрокосмические методы географических исследований: учебник / Ю. Ф. Книжников, В. И. Кравцова, О. В. Тутубалина. -М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 336 с.

57. Колесникова О.Н., Ялдыгина Н.Б. Новая версия программного комплекса ENVI . Геоматика №2. 2009. С. 24-29.

58. Кондратьев, К. Я. Аэрокосмические исследования почв и растительности / К. Я. Кондратьев, В. В. Козодеров, П. П. Федченко. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 227с.

59. Кондратьев, К. Я. Спектральная отражательная способность и распознавание растительности / К. Я. Кондратьев, П. П. Федченко. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 216 с.

60. Кормовые ресурсы сенокосов и пастбищ Калмыкии. / Т. И. Бакинова и др. - Ростов-на Дону: Изд-во СКНЦ ВШ. - 2002. - 184 с.

61. Кравцова, В. И. Космические методы исследования почв: учеб. пособие для студентов вузов. / В. И. Кравцова. - М.: Аспект Пресс, 2005. - 190 с.

62. Кравцова, В. И. Оценка космических сканерных снимков низкого и среднего разрешения как материалов для картографирования лесов / В. И.

Кравцова, Л. В. Воробьева // Лесоведение. - 2000. - № 5. - С. 35-42.

63. Крупномасштабное картирование почв при лесоустройстве: методические рекомендации. - Л., 1978. - 52 с.

64. Кулик К. Н., Рулев А. С., Юферев В. Г. / Адаптивно-ландшафтное обустройство земель сельскохозяйственного назначения лесотепной, степной и полупустынной зон Европейской части Российской Федерации / К. Н. Кулик, А. С. Рулев, В. Г. Юферев, Ю.М. Жданов и др. / Волгоград: ВНИАЛМИ, 2012. 124 с.

65. Кулик К. Н., Рулев А. С., Юферев В. Г. Геоинформационный анализ динамики опустынивания на территории Астраханской области/ К. Н. Кулик, А. С. Рулев, В. Г. Юферев / Аридные экосистемы. - 2015 - Т.21. - № 3 (64). С. 23-32.

66. Кулик К. Н., Рулев А.С., Юферев В. Г., Бакурова К. Б. Агролесомелиоративное картографирование деградированных пастбищ на основе дистанционного мониторинга /Достижения науки в Волгоградской области 20042009 / Ред. совет: А. Г. Бровко [и др.]; Администрация Волгоградской области; Управление науки, промышленности и ресурсов аппарата Главы Администрации Волгоградской области. - Волгоград: Панорама, 2010. - С. 417-419.

67. Кулик К.Н. Атлас тематических карт для агролесомелиорации и защитного лесоразведения / К.Н. Кулик [и др.], //- Волгоград: ВНИАЛМИ, 2007. -150 с., 72 карты, 3 табл

68. Кулик К.Н., Рулев А.С., Юферев В.Г. Дистанционно-картографическая оценка деградационных процессов в агроландшафтах юга России // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2009. - № 4. - С. 12-25.

69. Кулик, К. Н. Агролесомелиоративное картографирование и фитоэкологическая оценка аридных ландшафтов / К. Н. Кулик. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. - 248 с.

70. Кулик, К. Н. Аэрокосмические методы в комплексном освоении песков и фитомелиорации аридных пастбищ / К. Н. Кулик, В. И. Петров, В. В. Мозгунов // Аэрокосмические методы исследований в агролесомелиорации. -Вып. 1(62). - Волгоград, 1991. - С. 11-19.

71. Кулик, К. Н. Аэрокосмические методы исследований аридных ландшафтов / К. Н. Кулик // Методы исследований водной эрозии в противоэрозионной лесомелиорации. - Вып.1(96). - Волгоград, 1989. - С. 43-58.

72. Кулик, К. Н. Компьютерная технология оценки смытости почв / К. Н. Кулик, А. С. Рулев, В. Г. Юферев // Модели и технологии оптимизации земледелия: сб. докл. межд. научно-практич. конференции, 9-11 сентября 2003 г. -Курск: ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии РАСХН, 2003.- С. 445-448.

73. Кулик, К. Н. Оценка, картографирование, мониторинг и прогноз опустынивания / К. Н. Кулик // Антропогенная деградация ландшафтов и экологическая безопасность: сб. лекций междунар. учеб. курсов ЮНЕП / ЦМП / ВНИАЛМИ. - Москва - Волгоград, 2000. - С. 142-150.

74. Кулик, К.Н. Агролесомелиоративное картографирование СевероЗападного Прикаспия: автореф. дис ... докт. с.-х. наук / Кулик Константин Николаевич. - Волгоград, 1996. - 48 с.

75. Кулик, К.Н. Геоинформационный анализ очагов опустынивания на территории Астраханской области / К.Н. Кулик, А.С. Рулев, В.Г. Юферев // Аридные экосистемы. Т. 19. - 2013. - №3(56). - С. 87-94.

76. Линдеман, Г.В. Экологическая оценка лесоразведения в полупустыне / Г.В. Линдеман, И.Н. Оловянникова, М.К. Сапанов // Докл. на XIX чтениях памяти акад. В.Н.Сукачева «Экологические процессы в аридных биогеоценозах». М.: Изд-во РАН, 2001. С. 84-111.

77. Лурье, И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. - М.: Изд-во КДУ, 2010. - 424 с.

78. Манаенков, А.С. Особенности фитомелиорации крупных очагов опустынивания песчаных земель в Северо-Западном Прикаспии [Текст] /А.С. Манаенков // Проблемы комплексного освоения песков и мелиорации пастбищ: сборник статей. - Волгоград: ВНИАЛМИ. - 1984. - №. 2 (82). - С. 79-89.

79. Методика "Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического

бедствия". - М., 1992 (утверждена Министерством природных ресурсов 30.11.92 г.).

80. Методические указания по дистанционному эколого-экономическому мониторингу аридных пастбищ на основе ГИС-технологий/Кулик К.Н., Рулев А.С., Юферев В.Г., Бакурова К.Б., Дорохина З.П., Кошелев А.В., Березовикова О.Ю. // М.: Россельхозакадемия, 2009. - 37с.

81. Михайлова, Н. А. Оптические свойства почв и почвенных компонентов./ Н. А. Михайлова, Д. С. Орлов. - М: Наука, 1986. - 120 с.

82. Опарин, М. Л. Выпас как фактор трансформации наземных экосистем семиаридных регионов / М. Л. Опарин, О. С.Опарина, А. А. Цветкова // Поволж. экол. журн.- 2004.- Вып. 2.- С. 183-199.

83. Опустынивание и деградация почв // Мат. межд. научн. конф. / Г. В. Добровольский, Г. С. Куст. - М.: МГУ, 1999. - С. 8-9.

84. Павловский, Е. С. Аэрокосмические методы в агролесомелиорации / Е. С. Павловский, Б. В. Виноградов, Н. З. Боровиков // Вестн. с.-х. науки. - 1985. -№7. - С. 100-105.

85. Павловский, Е.С. Рациональное природопользование и социально-экономическое развитие Прикаспийского региона / Е.С. Павловский // Агроэкологические проблемы Российского Прикаспия.- Волгоград: ВНИАЛМИ, 1994.-С. 17-34

86. Пат. 2265839 РФ, МКИ G 01 N 33 / 24, G 01 V 9 /00. Способ определения состояния почвы, подверженной деградации / К. Н. Кулик, В. Г. Юферев, А. С. Рулев, К. Б. Бакурова; заявитель и патентообладатель ГУ ВНИАЛМИ. - № 2004111328/14; заявл. 13. 04. 04; опубл. 10.12.05. Бюл. № 34. -3с.

87. Пат. RU № 2327107 С1 Российская Федерация, МПК G01C 11/00. Способ определения состояния пастбищ, подверженных деградации / В.Г Юферев., К. Н. Кулик, А. С. Рулев, К. Б. Бакурова; заявитель ГНУ ВНИАЛМИ Россельхозакадемии. - №2006112379/28; заявл. 13. 04. 2006; опубл. 20.06.2008, Бюл. № 17; приоритет от 13.04.2008, - 3 с.

88. Петров, В. И. Лесомелиорация и ландшафтное природопользование в Прикаспии / В. И. Петров // Агроэкологические проблемы Российского Прикаспия: Материалы науч.-практ. конф., Астрахань, 13-15 окт. 1993. -Волгоград, 1994.-С. 71-79.

89. Петров, В. И. Лесомелиорация и лесоаграрное освоение аридных территорий / В. И. Петров // Теория и практика лесомелиорации и лесоаграр-ного освоения аридных территорий. Волгоград, 2001. - Вып. 1(109). - С. 12-16.

90. Петров, В. И. Лесомелиорация Прикаспия: Автореф. дис. доктора с.-х. наук: 06.03.04. / В. И. Петров Волгоград, 1989. - 48 с

91. Петров, В.И. Лесомелиоративное районирование Черноземельских пастбищ / В.И. Петров, К.Н. Кулик // Лесомелиорация аридных пастбищ. -Волгоград, 1987. - Вып. 2(91). - С. 5-16.

92. Постановление Правительства РФ от 7 мая 2003 г. № 262 "Об утверждении Правил возмещения собственникам земельных участков, землепользователям, землевладельцам и арендаторам земельных участков убытков, причиненных изъятием или временным занятием земельных участков, ограничением прав собственников земельных участков, землепользователей, землевладельцев и арендаторов земельных участков либо ухудшением качества земель в результате деятельности других лиц".

93. Почвы СССР Т. В. Афанасьева, В. И. Василенко, Т. В. Терешина, Б. В. Шеремет; Отв. ред. Г. В. Добровольский. — М.: Мысль, 1979. — 380 с

94. Пузаченко, Ю. Г. Составление мелкомасштабной карты ландшафтного покрова с использованием мультиспектральной информации// Ю. Г. Пузаченко, З. Ш. Гагаева, Г. М. Алещенко // Известия РАН. Сер. Географическая. - 2004. - № 4. - С. 97-109.

95. Розанов Б. Г. Пустыни и опустынивание/Б. Г. Розанов// Ашхабад: Проблемы освоения пустынь. -1992. - № 3. - С . 45-48.

96. Рулев А. С., Юферев В. Г., Юферев М.В./ Картографо-аэрокосмический мониторинг аридных агроландшафтов/ А. С. Рулев, В. Г. Юферев, М.В. Юферев // Элиста. Вестник института комплексных исследований

аридных территорий. - №1 (22). - 2011. - С. 57-63.

97. Рулев А.С., Юферев В.Г. Прогнозирование изменений состояния ландшафтов в переходных природных зонах // Труды института геологии Дагестанского научного центра РАН. Вып. 67. "Природные и антропогенные изменения аридных экосистем и борьба с опустыниванием". - Махачкала: Институт геологии ДНЦ РАН. "АЛЕФ", 2016. - С. 234-238.

98. Рулев, А.С. Ландшафтно - географические исследования степных ландшафтов Нижнего Поволжья / А.С. Рулев // Вестник ВолГУ. Серия 11 «География. Геоинформатика», 2011. № 2 (2). С. 59 - 68.

99. Рулев, А.С. Ландшафтно-географический подход в агролесомелиорации / А.С. Рулев. ВНИАЛМИ. - Волгоград: Изд-во ВНИАЛМИ, 2007. - 160 с.

100. Семенова Н. Н. Изучение эрозии почв по аэроснимкам / Н. Н. Семенова // Почвоведение. - 1969. - №5. - С. 49-59.

101. Снакин, В. В. Экологическая оценка состояния почв: попытка количественного подхода / В. В. Снакин, А. А. Присяжная // Изв. РАН. Сер. Биология. - 1995. - №1. - С. 105-109.

102. Сухих, В. И. Аэрокосмические методы изучения и инвентаризации лесов / В. И. Сухих, Е. П. Данюлис // Лесное хозяйство. - 1987. - №10. - С. 59-65.

103. Сухих, В. И. Оценка информативности космических фотоснимков высокого разрешения для инвентаризации лесов / В. И. Сухих, В. М. Жирин, Т. А. Зиемелис // Исследования Земли из космоса. - 1996. - № 2. - С. 45-56.

104. Тикунов, В.С. Моделирование в картографии: учебник / В.С. Тикунов. - М.: Изд-во МГУ, 1997. - 405 с

105. Федотова, А.В. Почвы восточной части дельты Волги и района западных подстепных ильменей / А.В. Федотова. - Астрахань: ИД Астраханский университет», -2006. - 129 с.

106. Харин, Н. Г. Дистанционные методы и охрана природы пустынь / Н. Г. Харин. - М.: Наука, 1980. - 220 с.

107. Харин, Н. Г. Применение космических снимков для составления

тематических карт в зоне пустынь / Н. Г. Харин, Г. С. Каленов, А. М. Бабаев // Географическая интерпретация аэрокосмической информации. - М.: Наука, 1988. - С. 12-30.

108. Черепанов А.С., Дружинина Е.Г. . Спектральные свойства растительности и вегетационные индексы. Геоматика №3, 2009. - С. 28-32.

109. Юферев В. Г. Мониторинг экологического состояния пастбищных агроландшафтов Астраханской области на основе аэрокосмической информации/ Роль и место агролесомелиорации в современном обществе: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации г. Волгоград, 10-13 октября 2006 г./ Юферев В. Г., Бакурова К.Б.//- Волгоград: ВНИАЛМИ, 2007. - С. 246-250.

110. Юферев В. Г., Кулик К. Н., Рулев А. С. и др. Геоинформационные технологии в агролесомелиорации/ К. Н. Кулик, А. С. Рулев, К. Б. Мушаева, А.В. Кошелев, З.П. Дорохина, О.Ю. Березовикова// Волгоград. ВНИАЛМИ. 2010. - 102 с.

111. Юферев В.Г., Методика полевого эталонирование космических фотоснимков аридных ландшафтов. Перспективы развития аридных территорий через интеграцию науки и практики. - Материалы международной научно-практической конференции. Соленое Займище, 4-6 августа 2008 г./В.Г. Юферев// -Москва. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2008. - С. 118-121.

112. Юферев В.Г., Полевое эталонирование аэрокосмических снимков ключевых участков. Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в Российской Федерации - Материалы международной научно-практической конференции. Волгоград, 23-26 сентября 2008 г./В.Г. Юферев, К.Б. Бакурова//- Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - С. 81-83

113. Юферев, В.Г. Агролесомелиоративное картографирование и моделирование деградационных процессов на основе аэрокосмического мониторинга и геоинформационных технологий / автореф. дисс. ... д-ра с-х. наук: 06.03.04. / Юферев Валерий Григорьевич. - Волгоград, 2009. - 47 с.

114. Юферев, В.Г. Аэрокосмический мониторинг ландшафтов / В. Г. Юферев // Вавиловские чтения - 2007: матер. Международной научно-практич. конф., посвященной 120-й годовщине со дня рождения Николая Ивановича Вавилова 26-30 ноября 2007 г. Ч. 3. г. Саратов. - Саратов: Научная книга, 2007. -С. 262-263.

115. Ecosystems and human well3being : desertifcation synthesis : a report of the millennium ecosystem assessment / core writing team, Zafar Adeel ... [et al.]. / Washington: World Resources Institute, DC. 36p.

116. Kulik, К. N. Aerial and Satellite methods of research in agrosilvicultural amelioration / К. N. Kulik // The Third international Windbreaks and Agroforestry symposium proceedings. - Ridge Toun College, Canada, 1991. - P. 55-59.

117. K. Kulik, A. Rulev, V. Yuferev. Aerospace monitoring of pastures in conditions of dry steppe and semi-desert/ K. Kulik, A. Rulev, V. Yuferev. *Science, technique and innovation technologies in an epoch of great revival / Abstracts of reports International Scientific Conference (June 12-14, 2010) //Ashgabat, 2010 p. 406-407/

118. LaGro J. Assessing patch shape in landscape mosaic / J. LaGro // Photogram. Engineer. and Remote Sens. - 1991.- V. 57.- P. 285-293.

119. ONeill R. V. Indices of landscape pattern / R. V. ONeill, J. R. Krummel, R. H. Gardner // Landscape Ecol. - 1988.- V. 1.- Р. 153-162.

120. Pernar R. Estimating stand density and condition with the use of picture histograms and visual interpretation of digital orhtophotos / R. Pernar, D. Klobucar // Annales experimentis silvarum culturae provehendis. V. 40 / Zagreb: Universitas studiorum Zagrebiensis, Facultas forestalis. - 2003. - P. 81-111.

121. Podolsky R. H. Monitoring biodiversity and landscape richness with digital earth imagery / R. H. Podolsky // Int. Arch. of Photogram. and Remote Sen. Sommission VII. - V. 28.- Pt. 7-1. Victoria, 1990.- P. 42-47.

122. Schreiber K. F. What is Landscape Ecology? / K. F. Schreiber // Bull. Assoc. Landscape Ecol. - 1988.- V. 4.- N. 1.- P. 8-13.

123. Forman R. T. T. Landscape ecology / R. T. T. Forman, M. Godron // J. Wiley.- Sons : N. Y.,1986.- 619 p.

124. Режим доступа: http://astrastat. gks.ru. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 16.03.2018).

125. Режим доступа: http://www.breegs.ru/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 18.04.2018).

126. Режим доступа: http://gis.talka2000.ru. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 02.02.2018).

127. Режим доступа: http://www.harrisgeospatial.eom/docs/broadbandgreenness.html#sum green index -Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 08.04.2018).

128. Режим доступа: http://www.korma-avs.ru. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 09.04.2018).

129. Режим доступа: http://pkk5.rosreestr.ru/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 09.04.2018).

130. Режим доступа: https://sovzond.ru/produets/online-serviees/satellite-images/; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 19.05.2018).

131. Режим доступа: https://yandex.ru/maps - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 16.05.2018).

132. Режим доступа: https://www.google.ru/maps/ - Заглавие с экрана. -(Дата обращения: 16.05.2018).

133. Режим доступа: https://earthexplorer.usgs.gov/ - Заглавие с экрана. -(Дата обращения: 16.05.2018).

134. Режим доступа: https://www.bing.com/maps - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 16.05.2018).

135. Режим доступа: https://diseover.digitalglobe.com - Заглавие с экрана. -(Дата обращения: 10.04.2018).

136. Режим доступа: http://gos2.geodata.gov/wps/portal/gos - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 10.04.2018).

137. Режим доступа: http://www.geoportail.fr; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 11.04.2018).

138. Режим доступа: http://www.inspire-geoportal.eu/index.efm/pageid/341 -

Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 11.04.2018).

139. Режим доступа: http://www.geo-portal.hr; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 11.04.2018).

140. Режим доступа: http://www.paikkatietoikkuna.fi/web/fi/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 04.04.2018).

141. Режим доступа: http://gisserver.nic.in/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 05.05.2018).

142. Режим доступа: http://www.geoportal.lu/Portail/index.jsp?lang=en -Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 05.05.2018).

143. Режим доступа: http://gammel.geonorge.no/Portal/ - Заглавие с экрана. -

144. Режим доступа: http://www.geosrbija.rs/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 05.05.2018).

145. Режим доступа: http://www.geo.admin.ch/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 05.05.2018).

146. Режим доступа: http://geoportal.ntsomz.ru/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 04.03.2018).

147. Режим доступа: http://kosmosnimki.ru/; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 03.03.2018).

148. Режим доступа: http://maps.mail.ru/; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 03.03.2018).

149. Режим доступа: http://maps-online.ru/astrahanskaya-oblast/; - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 03.03.2018).

150. Режим доступа: http://spacereal.ru/karta-rossii-so-sputnika/; Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 07.04.2018).

151. Режим доступа: http://101 karta.ru/strany/rosiya; - Заглавие с экрана. -(Дата обращения: 07.04.2018).

152. Режим доступа: http://www.arcgis.com/features/index.html/ - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 07.04.2018).