CC BY
60
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11010
УДК 631.4
Цифровые технологии в управлении земельными ресурсами Владимирской области
В. С. СТОЛБОВОЙ1, доктор географических наук, зав. отделом А. А. КОРЧАГИН23, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Т. С. БИБИК3, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: mail@vnish.org)
Р. Д. ПЕТРОСЯН3, научный сотрудник П. М. ШИЛОВ1, научный сотрудник
почвенный институт им. В. В. Докучаева, Пыжевский пер., 7, стр. 2б, Москва, 119017, Российская Федерация
2Владимирский государственный университет, ул. Горького, 87, Владимир, 600000, Российская Федерация
3Верхневолжский федеральный аграрный научный центр, ул. Центральная, 3, пос. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация
Резюме. Современная трансформация земель сельскохозяйственного назначения Владимирской области связана с сокращением пашни и ухудшением качества почв, включая снижение плодородия, загрязнение, потерю устойчивости к агрогенным воздействиям и др. Для эффективного решения этой проблемы необходимы сбор и обобщение актуальных почвенных данных на основе развития государственных почвенных информационных ресурсов. На платформе ГИС MapInfo разработан региональный реестр почвенных ресурсов Владимирской области. Его семантическая часть включает показатели Единого государственного реестра почвенных ресурсов России (ЕГРПР), базы данных ГОСКОМЗЕМ, данных природно-сельскохозяйственного районирования и административного деления. Таким образом, реестр содержит все данные, необходимые для определения качества почв (содержание гумуса, мощность гумусового горизонта, содержание физической глины, в том числе показатели, негативно влияющие на урожайность сельскохозяйственных культур - подтопление, оглеение, эрозию и др.). Геометрическая часть базы данных представляет собой пространство территориальных почвенно-оценочных единиц или территориальных оценочных единиц. База данных регионального реестра Владимирской области создана средствами ГИС MapInfo, которая позволяет вводить, хранить и обрабатывать почвенно-географические данные в цифровом виде. Разнообразие почв реестра почвенных ресурсов Владимирской области представлено 10 наименованиями ЕГРПР, 65 наименованиями уровня субъекта и 69 наименованиями уровня муниципального района (последние два уровня в традиционной номенклатуре ГОСКОМЗЕМ). Северо-западная часть области занята гумусированными серыми лесными почвами ополий и характеризуется средним качеством почв. Картина пространственного распределения индекса качества почв юго-восточной части области более мозаична, что связано с большим разнообразием литого-геоморфологических условий и развитием большого количества дериватов дерново-подзолистых почв. Ключевые слова: мониторинг земель, геоинформационные системы, цифровая база почвенных данных, региональный реестр почвенных ресурсов.
Для цитирования: Цифровые технологии в управлении земельными ресурсами Владимирской области/В. С. Столбовой, А. А. Корчагин, Т. С. Бибик и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 10. С. 45-49. DOI: 10.24411/02352451-2018-11010.
На сегодняшний день во Владимирской области отмечается сокращение площади земель сельскохо-
зяйственного назначения, снижение плодородия почв, ухудшается состояние сельскохозяйственных земель, включая потерю устойчивости почв к разрушению, их способности к восстановлению свойств и воспроизводству плодородия [1].
В этой связи приоритетными становятся задачи улучшения состояния сельскохозяйственных земель, оптимизации площади пашни и структуры посевных площадей по количественным и качественным характеристикам. Эффективное решение таких задач основано на актуальной информации, полученной в результате государственного мониторинга земель и формирования государственных информационных ресурсов [2].
Мониторинг земель представляет собой систему наблюдений за состоянием земельного фонда для своевременного выявления и прогноза происходящих изменений, а также для предупреждения и устранения их негативных последствий.
Распоряжением Правительства Российской Федерации № 1292-р от 30.06.2010 г. одобрена Концепция развития государственного мониторинга земель, объектом которого служат земли сельскохозяйственного назначения, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года [3].
Как и в других субъектах Российской Федерации, администрация Владимирской области законодательно наделена полномочиями по развитию государственного мониторинга земель (2010), государственному регулированию и обеспечению плодородия земель (2016), проведению государственной кадастровой оценки (2017) и др.
Для решения этих и других задач необходима актуальная почвенно-географическая информация. На уровне Российской Федерации такую информацию предоставляет принятый в 2014 г. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России (ЕГРПР) [4]. Он содержит данные о почвенных ресурсах в цифровом формате, что открывает новые возможности для мониторинга и анализа состояния почв в масштабе страны.
Однако, разнообразие почвенных ресурсов субъектов Федерации ЕГРПР характеризует обобщенно. В связи с этим, его база данных нуждается в наполнении актуальной информацией о почвенных ресурсах регионов.
Цель исследований - создание цифровой базы почвенных данных для решения задач по управлению земельными ресурсами Владимирской области.
Условия, материалы и методы. Одно из требований к государственной почвенной информации - использование современных информационных технологий, геоинформационных систем (ГИС), конкретных параметров состояния плодородия почв, пространственной организации почвенных данных и ее агрегации на уровне Российской Федерации, субъектов, муниципальных образований (район/городской округ, сельское/городское поселение).
Рис. 1. Структура интегральной почвенной базы данных Владимирской области: семантическая часть включает комбинацию объектов, в которой объекты «Почвы ^ Адм. деление ^ Природно- с.-х. районирование» имеют самостоятельное пространство. Объект «БД ГОСКОМ-ЗЕМ» не имеет самостоятельного пространства; «стрелки» обозначают направление связи между объектами; запись 1:М показывает форму связи между объектами. Например, одна почва ЕГРПР может встречаться во многих территориально-оценочных единицах; другой пример записи 1:М означает, что один административный район может встречаться во многих простых территориально-оценочных единицах; запись 1:1 означает, что только одна агроклиматическая провинция может быть в одной территориально-оценочной единице; геометрическая часть включает полигоны, образованные пересечением контуров почвенной карты, а также карт административно-территориальных единиц и природно-сельскохозяйственных единиц.
ных Владимирской области включает все необходимые данные для определения качества почв (содержание гумуса, мощность гумусового горизонта, содержание физической глины, в том числе показателей негативно влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур - подтопление, оглеение, эрозию и др.).
Геометрическая часть базы данных представляет собой пространство территориальных почвенно-оценочных единиц или территориальных оценочных единиц (рис. 1). База данных регионального реестра Владимирской области создана средствами ГИС Мар1^о, которая позволяет вводить, хранить и обрабатывать почвенно-географические данные в цифровом виде.
Владимирская область входит в состав Центрального экономического района России и находится в центре Нечерноземной
Семантическая часть базы почвенных данных Владимирской области разработана с использованием параметров ЕГРПР [4], базы данных ГОСКОМ-ЗЕМ [5], данных природно-сельскохозяйственного районирования [6], и административного деления. В результате, семантическая часть базы почвенных дан-
зоны, на северо-восточной оконечности Средне-Русской возвышенности. Территория области граничит на западе с Московской, на востоке - с Нижегородской, на юге - с Рязанской, на севере - с Ивановской и Ярославской областями. Во Владимирской области выделено 16 муниципальных образований (рис. 2).
Рис. 2. Административное деление Владимирской области.
Таблица 1. Распределение земельного фонда Владимирской области по угодьям (на 1 января 2015 г).
Вид угодий Площадь, тыс. га
2005 г. 12010 г. 12015 г.
Сельскохозяйственные
угодья: всего 1000,5 995,8 995,5
в том числе пашня 614,3 606,1 605,9
залежь 46,0 46,7 46,6
многолетние плодовые
насаждения 19,7 19,8 20,0
сенокосы 164,9 163,9 164,0
пастбища 155,6 159,3 159,0
Под лесами 1576,2 1581,9 1581,9
Древесно-кустарниковая
растительность 72,3 75,8 75,8
Застроенные территории
и дороги 111,4 112,4 112,8
Под водными объектами и
болотами 71,5 71,1 71,0
Нарушенные земли 19,1 16,3 16,3
Прочие земли 57,2 54,9 54,9
Общая площадь области составляет 2908,4 тыс. га, или 5,9 % территории центрального экономического района России. По состоянию на 1 января 2015 г. значительную долю в структуре земельного фонда такого субъекта Федерации составляли сельскохозяйственные угодья (34,2 %), в том числе пашня - 20,8 %. Реки и другие водные объекты, включая болота, занимали 71 тыс. га, или 2,4 %, дороги и застроенные территории в совокупности - 112,8 тыс. га, или около 3,9 % (табл. 1).
Территория Владимирской области отличается довольно сложным почвенным покровом. По данным почвенного обследования 65 % земель сельскохозяйственного назначения занято дерново-Таблица 2. Природно-сельскохозяйственное районирование земель Владимирской области
Таблица 3. Состав почвенных разностей Влади-
Округ | Район | Подрайон
Возвышен- 1. Северо- 1а. Дерново-но-волнис- западный подзолистый, суглини-тый сугли- дерново- стый нистый подзолистый 1б. Дерново-дерново- подзолистый,
подзолистый переувлажненный
серо-лесной 2. Северозападный серо-лесной
Плоско- 3. Северный 3а. Дерново-подзолистый равнинный дерново- и подзолисто-болотный, дерново- подзолистый песчаный подзолистый 3б. Дерново-подзолистый
болотно- песчано-супесчаный и
подзолистый подзолисто-болотный
4. Северовосточный болотно-подзолистый
5. Восточный 5а. Дерново-подзолистый дерново- 5б. Дерново-подзолистый подзолистый с пятнами серых лесных
почв
6. Юго- 6а. Болотно-подзолистый западный и дерново-подзолистый, дерново- песчано-супесчаный подзолистый 6б. Дерново-подзолистый
песчано-супесчаный, болотно-подзолистый
бв. Болотно-подзолистый, песчаный
бг. Болотно-подзолистый
бд. Дерново-подзолистый песчаный, болотно-
_подзолистый_
мирской области
Уникальный порядковый номер (Ю) ЕГРПР, 2014 Наименование почвы Количество выделов
ЕГРПР Владимирская область Суздальский район
42 Дерново- 1 21 4
подзолистые (без
разделения)
46 Дерново- 1 1 1
подзолистые
поверхностно-
глееватые пре-
имущественно
глубокие и сверх-
глубокие
50 Дерново- 1 7 1
подзолистые
иллювиально-
железистые
54 Дерново- 1 4 1
подзолисто-
глеевые
84 Дерново-глеевые 1 2 1
и перегнойно-
глеевые
102 Светло-серые 1 10 8
лесные
103 Серые лесные 1 3 3
104 Темно-серые 1 1 1
лесные
166 Торфяные болот- 1 1 1
ные низинные
188 Пойменные сла- 1 13 8
бокислые и ней-
тральные
Нет Овражно- Нет 1 Нет
балочный ком-
плекс дерново-
подзолистых почв
Нет Овражно- Нет 1 Нет
балочный ком-
плекс серых лес-
ных почв
Нет Эродирован- Нет Нет 1
ные дерново-
подзолистые
верхних частей
балочных скло-
нов
Нет Аккумулятив- Нет Нет 1
ные дерново-
подзолистые ниж-
них частей балоч-
ных склонов
Дерновые делю- Нет Нет 1
виальные почвы
днищ балок
Нет Эродированные Нет Нет 1
серые лесные
верхних частей
балочных скло-
нов
Нет Аккумулятивные Нет Нет 1
серые лесные
нижних частей
балочных скло-
нов
Нет Дерновые темно- Нет Нет 1
серые делюви-
альные почвы
днищ балок
Итого наимено- 10 65 35
ваний
Рис. 3. Геометрическая часть интегральной почвенной базы данных Владимирской области: --муниципальные районы;--территориальные почвенно-оценочные единицы.
области(рис. 3)представлено 10 наименованиями ЕГРПР, 65 наименованиями уровня субъекта и 69 наименованиями уровня муниципального района (последние два уровня в номенклатуре ГОСКОМ-ЗЕМ). Соотношение отмеченного количества номенклатурных единиц определяет степень детальности картографирования почв (в технических терминах ГИС - степень резолюции) почвенной карты ЕГРПР (масштаб 1:2 500 000), почвенной карты области (масштаб 1:300 000) и почвенной карты района (масштаб 1:50 000). При этом пропорциональная зависимость «масштаб -
Рис. 4. Визуализация показателей качества почв реестра почвенных ресурсов Владимирской области (а - содержание гумуса в пахотном горизонте, %: Н - 1,5-2,0; - 1,0-1,5; б - потери урожая при деградации, %: - 0-10; ■ - 10-20; ■ - 20-30): — - муниципальные районы; - территориальные почвенно-оценочные единицы.
подзолистыми почвами, 33 % серыми лесными, 2 % торфяными и пойменными почвами. По механическому составу на тяжелые суглинки приходится 5,1 %, средние - 30,2 %, легкие суглинки,супеси и пески -41 % [6].
В соответствии с материалами природно-сельско-хозяйственного районирования Владимирской области [7], наибольшую площадь региона занимают плоские равнины с сочетанием дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв и подзолисто-болотных почв (табл. 2).
Результаты и обсуждение. Разнообразие почв реестра почвенных ресурсов Владимирской
Рис. 5. Индекс качества почв для кадастровой оценки земель сельскохозяйственного
назначения: -- муниципальные районы;--территориальные почвенно-оценочные
единицы. Индекс качества почв: - среднее; - ниже среднего.
количество номенклатурных единиц» отсутствует. Например, на карте ЕГРПР отсутствуют почвы овражно-балочных комплексов, которые отражены на почвенной карте области (табл. 3). На почвенной карте района отдельный выдел почв овражно-балочных комплексов не показывается и детализируется вы-делами почв эродированных верхних частей склонов балок, аккумулятивными почвами нижних частей склонов балок и намытых делювиальных почв днищ балок.
На уровне административных районов степень разнообразия почв различна и составляет, например, для Суздальского района 35 наименований (см. табл. 3). При этом количество почвенно-номенклатурных единиц на уровне района меньше, чем на уровне области, что определяется степенью гомогенности почвенного покрова конкретного района. Например, количество наименований светло-серых лесных почв на уровне области составляет 10, а на уровне Суздальского района всего 8.
Показатели параметров качества почв из регионального реестра почвенных ресурсов Владимирской области могут быть визуализированы в виде различных картосхем (рис. 4). Так, показатель деградации представлен в обобщенном виде как величина потери урожая в результате негативных процессов (эрозия, переувлажнение и др.).
Аккумулируемые в региональном реестре почвенных ресурсов параметры служат основой для оценки качества почв сельскохозяйственных земель Владимирской области, которое достаточно неоднородно (рис. 5).
Почвы со средним качеством занимают северозападную часть области, характеризующуюся гумуси-рованными серыми лесными почвами ополий. Картина пространственного распределения индекса качества почв юго-восточной части области более мозаична, что связано с большим разнообразием литого-геоморфологических условий и развитием большого количества дериватов дерново-подзолистых почв. В среднем качество почв юго-восточной части области ниже, чем в северо-западной части.
Выводы. Созданный на платформе ГИС Мар1г^о цифровой реестр почвенных ресурсов Владимирской области позволяет хранить и анализировать информацию о состоянии почв земель сельскохозяйственного назначения, визуализировать наиболее значимые параметры оценки качества почв, включая содержание гумуса, распространения негативных свойств почв и др.
Указанный реестр будет зарегистрирован в качестве почвенного информационного ресурса для проведения работ по мониторингу и кадастровой оценке земель сельскохозяйственного назначения Владимирской области.
Литература.
1. О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 2017 году: ежегодный доклад. Вып. 25. Владимир: Транзит-ИКС, 2018. 118 с.
2. Васильев И. А. Использование системы показателей государственного мониторинга сельскохозяйственных земель // Аграрная наука. 2013. № 10. С. 12-14.
3. Распоряжение Правительства РФ от 30 июля 2010 г. № 1292-р «О Концепции развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года» // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_103410/ (дата обращения: 11.10.2018).
4. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0. Коллективная монография. М.: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева, Россельхозакадемия, 2014. 768 с.
5. Приказ Минэкономразвития России от 12.05.2017 № 226 «Об утверждении методических указаний о государственной кадастровой оценке» (Зарегистрировано в Минюсте России 29.05.2017№ 46860)//КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_217405 (дата обращения: 11.10.2018).
6. Почвенный покров Владимирской области (пояснительная записка к почвенной карте масштаба 1:200000) /А. М. Гав-рилова и др. Пущино: Пущинский научный центр РАН, 1992. 35 с.
7. Природно-сельскохозяйственное районирование земельного фонда СССР/Е. И. Гайдамака, Н. Н. Розов, Д. И. Шашко и др.; под ред. А. Н. Каштанова. М.: Колос, 1983. 336 с.
Digital Technologies in Land Management in Vladimir Region
V. S. Stolbovoy1, A. A. Korchagin23, T. S. Bibik3, R. D. Petrosyan3, P. M. Shilov1
1V. V. Dokuchaev Soil Science Institute, Pyzhevskii per., 7, str. 2b, Moskva, 119017, Russian Federation 2Vladimir State University, ul. Gor'kogo, 87, Vladimir, 600000, Russian Federation
3Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center, ul. Tsentral'naya, 3, pos. Novyi, Suzdal'skii r-n, Vladimirskaya obl., 601261, Russian Federation
Abstract. Modern transformation of agricultural land in Vladimir region is associated with a reduction in the area of arable land and deterioration in soil quality, including fertility decline, pollution, loss of resistance to agrogenic impacts, etc. Effective solution of soil quality improvement tasks requires collecting and summarizing relevant soil data based on the development of state soil information resources. A regional Register of soil resources of Vladimir region was developed on the Maplnfo GIS platform. The semantic part of the Register includes indicators of the Unified State Register of Soil Resources of Russia (USRDPR), the database of the State Committee for Land Use, data of natural and agricultural zoning, and administrative division. As a result, the Register contains all the data necessary to determine the quality of the soil (humus content, humus horizon thickness, physical clay content, as well as indicators that adversely affect crop yields, including flooding, gleization, erosion, etc.). The geometric part of the database is a space of territorial soil assessment units or territorial assessment units. The database of the regional Register of Vladimir region was created by means of the GIS Maplnfo, which allows you to enter, store and process soil-geographical data in digital form. The diversity of soils in the Register of soil resources of Vladimir region is represented by 10 names of the USRPR, 65 names of the subject level and 69 names of the level of the municipal district (the last two levels are in the traditional nomenclature of the State Committee for Land Use). The northwestern part of Vladimir region is occupied by humic gray forest soils of Opolies and is characterized by an average soil quality. The picture of the spatial distribution of the soil quality index in the south-east part of Vladimir region is more mosaic, which is associated with a large variety of litho-geomorphological conditions and the development of a large number of sod-podzolics soils derivatives. Keywords: land monitoring; geoinformation systems; integrated digital soil database; regional register of soil resources. Author Details: V. S Stolbovoy, D. Sc. (Geogr.), head of division; A. A. Korchagin, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; T. S. Bibik, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: mail@vnish.org); R. D. Petrosyan, research fellow; P. M. Shilov, research fellow. For citation: Stolbovoy V. S, Korchagin A. A., Bibik T. S., Petrosyan R. D., Shilov P. M. Digital Technologies in Land Management in Vladimir Region. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 10. Pp. 45-49 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11010.
