CC BY
0УДК 528.7:551.43:631.459
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1243-1245
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЗОНЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ДОНСКОЙ ГРЯДЫ
ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF PROTECTIVE FOREST PLANTATIONS IN THE CHESTNUT SOIL ZONE OF THE DON RIDGE
Синельникова К.П.
Sinelnikova K.P.
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного
лесоразведения Российской академии наук», Волгоград, Россия Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agroecology, Integrated
Land Reclamation and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences" (Federal Research Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences), Volgograd, Russia
E-mail: sinelnikova-k@vfanc.ru
Аннотация. Защитные лесные насаждения являются основной частью в системе мероприятий по борьбе с деградацией почв. Они формируют благоприятные условия для увеличения продуктивности почв, возрастает эффективность применения удобрений и повышается качество урожая. Объект исследования: защитные лесные насаждения, которые расположены в Серафимовичском районе Волгоградской области на территории Донской гряды. Анализ современного состояния защитных лесных насаждений проводился по архивным данным съемки спутника WorldView 3 с определением сохранности лесных насаждений. Методология базируется на положении о том, что объекты дистанционной оптической съемки с приемлемым разрешением достоверно отображаются на снимке. Методика основана на использовании геоинформационных программ для дешифрирования и анализа таких снимков с определением пространственных характеристик сохранности полога лесных насаждений различного типа, размещенных на территории исследования. Снимки сверхвысокого разрешения были получены с сервиса ESRI (провайдер Maxar). Для проведения исследования была разработана локальная ГИС лесных насаждений Серафимовичского района в зоне каштановых почв Донской гряды. В ходе анализа и обработки космокарты, составленной на территорию исследования, была разработана векторная карта защитных лесных насаждений и установлена их сохранность. Площади ЗЛН были распределены по степени их деградации, соответствующей сохранности. Проведенные исследования показали, что современное состояние защитных лесных насаждений имеет довольно высокую степень сохранности, но для оценки полноты выполнения ими функций защиты агроландшафтов необходимо создать на территории исследования законченную систему по научно-обоснованным нормам лесомелиоративного обустройства сельскохозяйственных угодий.
Ключевые слова: космоснимки, защитные лесные насаждения, сохранность, картографирование, геоинформационный.
Abstract. Protective forest plantations are the main part of the system of measures to combat soil degradation. They create favorable conditions for increasing soil productivity, increasing the efficiency of fertilizer application and improving crop quality. The object of the study: protective forest plantations, which are located in the Serafimovichi district of the Volgograd region on the territory of the Don ridge. The analysis of the current state of protective forest plantations was carried out using archival data from the WorldView 3 satellite survey to determine the safety of forest plantations. The methodology is based on the provision that remote optical imaging objects with acceptable resolution are reliably displayed in the image. The technique is based on the use of geoinformation programs for decryption and analysis of such images with the determination of spatial characteristics of the preservation of the canopy of forest plantations of various types located on the territory of the study. The ultra-high resolution images were obtained from the ESRI service (Maxar provider). To conduct the study, a local GIS of forest plantations of the Serafimovichi district in the zone of chestnut soils of the Don ridge was developed. During the analysis and processing of the space map compiled for the study area, a vector map of protective forest plantations was developed and their safety was established. The areas of the ZLN were distributed according to the degree of their degradation, corresponding to their preservation. The conducted studies have shown that the current state of protective forest stands has a fairly high degree of preservation, but in order to assess the completeness of their performance of the functions of protecting agricultural landscapes, it is necessary to create a complete system on the territory of the study according to scientifically based standards of forest reclamation of agricultural land.
Key words: satellite images, protective forest plantations, preservation, mapping, geoinformation.
Основная часть. Волгоградская область является одной из крупнейшим, ведущим регионом по производству сельскохозяйственных культур. На территории Волгоградской области площадь под общую посевную на 2023 год составляет 3318,1 тыс. га [1]. Наличие защитных лесных насаждений (ЗЛН) на агроландшафте является эффективным средством для уменьшения влияния процесса дефляции, задержания снега на полях, регулирования поверхностного стока и повышения урожайности сельскохозяйственных культур [2]. Защитные функции лесных насаждений напрямую зависят от их сохранности, этим обусловлена необходимость оценки их современного состояния. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования Земли обеспечивает эффективный и оперативный мониторинг состояния ЗЛН и достижения цели исследования - определения современного состояния защитных лесных насаждений в зоне каштановых почв на территории Донской гряды.
Анализ современного состояния ЗЛН проводился с использованием геоинформационных технологий, данных космической съемки и полевого эталонирования. Объектом исследования являются защитные лесные полосы, расположенные в Серафимовичском районе Волгоградской области. Район расположен по обе стороны реки Дон. Площадь района составляет 432,4 тыс. га (по Воробьеву А.В.) и 432,5 тыс. га (по данным геоинформационного анализа). На территории исследования присутствует следующие типы почв: на правом берегу Дона в Серафимовичском районе преобладают тёмно-каштановые почвы с разной степенью водной и ветровой эрозией; на левом берегу реки Дона большую часть территории занимают пески среднегумусированные.
На обрабатываемых землях территории исследования в настоящее время имеется система полезащитных и противоэрозионных лесных насаждений. Для проведения анализа современного состояния защитных лесных насаждений использовались снимки сверхвысокого пространственного разрешения, которые были получены с сервиса ESRI [3-5]. Привязка снимков проводилась в бесплатной геоинформационной системе QGIS по базовой карте ESRI [6, 7]. Анализ сохранности защитных лесных насаждений проведен с использованием разработанной локальной ГИС, состоящей из растровых (космокарты) и векторных слоев (карты сохранности) в проекции UTM и системе координат WGS-84, которые показывают контуры насаждений. Защитные лесные насаждения выделены контуром по разработанным космокартам, с использованием маски контуров по значению фототона в автоматизированном режиме выделены их актуальные границы [8]. С использованием инструмента «Калькулятор полей» и функции «$агеа» были рассчитаны площади контуров в каждом слое. Сохранность лесных насаждений определялась как отношение площади сохранившегося полога к проектной площади насаждений, выраженная в процентах. Полученные данные были распределены по уровням сохранности насаждений, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1
Уровни сохранности зеленых насаждений
Уровень деградации Сохранность лесных насаждений Площадь, га
Очень высокая 0,81-1,00 2117,5
Высокая 0,7-0,80 730,7
Низкая 0,51-0,70 582,2
Очень низкая 0,5 и менее 253,5
Выводы. Геоинформационный анализ изображений спутниковых снимков и экспертное дешифрирование территории исследования показали, что на участке расположены 2030 защитных лесных полос, общей площадью 5,33 тыс. га. Из них 1,65 тыс. га занимают государственные защитные лесные полосы, которые выполняют функцию защиты сельскохозяйственных угодий от суховеев и изменений климатических условий на площади 120 миллионов гектаров и имеют параметры (ширина кулисы составляет от 60 до 100 метров) отличающиеся от параметров защитных лесных насаждений.
Современное состояние защитных лесных насаждений, расположенных в Серафимовичском районе Волгоградской области, характеризуется тем, что около 57% от общего количества ЗЛН имеют очень высокий уровень сохранности, общей площадью 2,1 тыс. га, 19,8% имеют высокий, 15,8% низкий уровень сохранности, 6,9% приходится на очень низкий уровень сохранности (рисунок 1).
42°06'В 42°08'В 42°09'В 42°10'В
Рисунок 1. Фрагмент космокарты сохранности защитных лесных насаждений на территории исследования.
В результате анализа сохранности защитных лесных насаждений можно сделать вывод, что большая площадь ЗЛН в зоне каштановых почв Донской гряды в настоящее время имеет высокую степень сохранности и в достаточной степени выполняют свои защитные функции в зоне влияния, однако насаждения с низким уровнем сохранности не обеспечивают эффективную защиту полей от деградации. В связи с тем, что системы агролесомелиорации сельскохозяйственных угодий не соответствуют научно-обоснованным нормам размещения насаждений, эффективность их защиты от деградации заметно снижена.
Список литературы
1. Администрация Волгоградской области: https://ksh.volgograd.ru. Сайт. Волгоград. URL: https://ksh.volgograd.ru/current-activity/reports/ (дата обращения: 25.01.2024).
2. Кулик К.Н., Барабанов А.Т., Жданов Ю.М. [и др.]. Стратегия развития защитного лесоразведения в Волгоградской области на период до 2025 года. Волгоград: Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук, 2017. 39 с.
3. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Васильченко А.А. Метод картографирования защитных лесных насаждений на основе разновременных спутниковых изображений высокого пространственного разрешения и бисезонного индекса леса / Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 207-222.
4. Синельникова К.П. Анализ защитных лесных насаждений на территории Донской гряды с использованием ГИС-технологий и аэрокосмических данных // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2 (70). С. 299-305.
5. Кулик К.Н., Кошелев А.В. Методическая основа агролесомелиоративной оценки защитных лесных насаждений по данным дистанционного мониторинга // Лесотехнический журнал. 2017. Т. 7. № 3 (27). С. 107-114.
6. Балынова В.В. Геоинформационный анализ параметров сохранности защитных лесных насаждений Котельниковского района Волгоградской области // Научно-агрономический журнал. 2022. № 4 (119). С. 66-71.
7. Мелихова А.В. Пространственный анализ защитных лесных насаждений северной части Ергенинской возвышенности // Научно-агрономический журнал. 2022. № 3(118). С. 43-48.
8. Рулев А.С., Юферев В.Г., Михалев В.Ю., Маенко А.Н. Пат. RU № 2437061 C1 Российская Федерация, МПК G01C 11/04 (2006.01). Способ определения сохранности лесных насаждений / заявитель ООО «БиоЭкоЛес» (RU) / № 2010115216/28; заявл. 19.04.2010, опубл. 20.12.2011, Бюл. №35, приоритет 19.04.2010. 6 с.
