CC BY
17УДК 556:56
ГИС-КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТОРФЯНЫХ БОЛОТ И АНТРОПОГЕННО ИЗМЕНЕННЫХ
ТОРФЯНИКОВ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
ИЛЬЯСОВ Данил Викторович, мл. научн. сотрудник Центра сохранения и восстановления болотных экосистем Института лесоведения Российской академии наук (ИЛАН РАН), ilyasov@ilan.ras.ru СИРИН Андрей Артурович, д-р биол. наук, научный руководитель Центра сохранения и восстановления болотных экосистем ИЛАН РАН, sirin@ilan.ras.ru
МАКАРОВА Лариса Юрьевна, начальник отдела проектирования гидротехнического и водохозяйственного строительства, Мещерский научно-технический центр (МНТЦ), loramakarova@ yandex.ru
БУКИН Алексей Валерьевич, ведущий инженер, МНТЦ, bukin.lescha@yandex.ru КОРАБЛИНА Наталья Евгеньевна, ведущий инженер, МНТЦ, n.e.korablina@mail.ru
Торфяные болота и их производные - антропогенно измененные торфяники - могут относиться к разным категориям земель: лесного и водного фонда, сельскохозяйственного назначения, запаса и др. В результате близкие по характеристикам объекты могут быть разделены между разными системами отраслевого учета. Это значительно усложняет их инвентаризацию, учет, решение вопросов управления, использования и охраны. На примере Рязанской области показана апробация предложенного ранее подхода к картографированию торфяных болот и торфяников по данным учета торфяных месторождений, материалов лесоустройства, другой отраслевой информации, топографических и других карт, с использованием мозаики космической съемки для географической привязки и оконтуривания изучаемых объектов. Картографирование включало три основные процедуры: выявление торфяных болот и торфяников с привлечением доступных источников данных, оконтуривание выявленных объектов и актуализацию полученной информации. Рассмотренный подход может быть использован для создания привязанной к единой системе координат региональной геоинформационной системы (ГИС) торфяных болот и торфяников. Для Рязанской области на данном этапе было картографировано 1207 торфяных болот и торфяников общей площадью 167,4 тыс. га, что составляет 4,2% территории области.
Ключевые слова: торфяные болота, торфяники, картографирование, геоинформационная система (ГИС), космическая съемка, Рязанская область
Введение
Торфяные болота занимают более 8%, а вместе с заболоченными мелкооторфованными землями (мощность торфа <0,3 м), с которыми экологически близки и от которых часто трудноотделимы, более 20% территории страны [3, 4, 5 и др.]. Торфяные болота оказывают влияние на многие природные процессы, играют важную роль в круговороте воды и углерода, вносят особый вклад в биологическое разнообразие [10]. Они являются источником потребительских ресурсов, список и масштабы освоения которых в нашей стране постоянно расширялись и изменялись [14]. С 19 века торфяные болота активно вовлекаются в хозяйственное использование. Только в европейской части России суммарно для добычи торфа, сельского и лесного хозяйства было осушено и освоено несколько миллионов гектаров торфяных болот [15, 18]. Это привело к смене или утрате растительного покрова болот, изменению мощности и свойств торфяной залежи. Однако осушение и даже частичное изъятие залежи не всегда приводит к полной утрате свойств, характерных для торфяных болот: запаса углерода, потоков парни-
ковых газов, накопления влаги и пр. После прекращения антропогенного воздействия или в результате целенаправленных мероприятий, например, при искусственном обводнении, торфяники1 способны к восстановлению болотной растительности и других свойств, характерных для болот.
Для решения многих задач требуется учет торфяных болот как в естественном состоянии, так и при различной степени нарушенности, что особенно важно на региональном уровне (в рамках субъекта РФ). Однако инвентаризация таких объектов усложняется их неоднозначным правовым статусом. Водный кодекс РФ [2] определяет болота как особые поверхностные водные объекты, при этом традиционно они продолжают относиться к различным категориям земель. Это касается и мелкооторфованных местообитаний. В лесной зоне большая часть болот и заболоченных земель расположена в Государственном лесном фонде, на севере (в тундре и лесотундре) и в южных лесостепных и степных регионах - на землях сельскохозяйственного назначения. Для лесного и сельского хозяйства болота и заболоченные местообитания - наименее ценные земли, что отра-
1 Следуем сложившемуся подходу к использованию термина «торфяное болото» применительно к любым болотам, находящимся в естественном или близком к естественному состоянию, и «торфяник» - ко всем объектам, имеющим или сохранившим торфяную залежь, но в первую очередь к утратившим или сильно изменившим (по антропогенным или иным причинам) болотный растительный покров и даже часть торфяной залежи [14]. Такой подход соответствует международной практике использования терминов «mire» в первом случае, и «peatland» - во втором [16]
_© Ильясов Д. В., Сирин А. А., Макарова Л. Ю., Букин А. В., Кораблина Н. Е., 2019 г_
жается на качестве и детальности их учета. Часть болот относится к землям промышленности, запаса и других категорий [14]. В результате близкие по характеристикам объекты оказываются разделенными между разными системами отраслевого учета. Возникают сложности их инвентаризации, решения вопросов управления, использования и охраны. Проблема учета торфяных болот существует не только в нашей стране [11], но и за рубежом [16].
Болота, которые отличает почти «организмен-ный» уровень структурно-функционального единства, не являются отдельным объектом инвентаризации, а существующие отраслевые подходы рассматривают их утилитарно как источник одного или нескольких видов ресурсов (торф, древесина, ягоды, земли для хозяйственного использования и пр.) [14]. Это определяет актуальность создания единой системы учета торфяных болот и торфяников на территории России. В Институте лесоведения Российской академии наук начиная с 1990х годов развивается геоинформационная система (ГИС) «Болота России», направленная на интегрирование существующих данных и развитие информационной базы и уже ставшая основой представления болот и заболоченных земель Российской Федерации [4, 5, 13], европейской части страны [18, 19], Российской Арктики [13], и в меньшем масштабе - на уровне регионов, например, Московской области [12].
Активно развиваемые методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на основе данных съемки со спутников, пилотируемых и беспилотных летальных аппаратов (БПЛА) предоставляют широкие возможности анализа состояния болот и торфяников. Особое значение имеет мультиспек-тральная космическая съемка, которая позволяет оценить состояние торфяников (растительный/ земельный покров, пожарную опасность, эффективность мероприятий по обводнению [8, 9, 17]). Однако необходимым условием использования мультиспектральных данных ДЗЗ является предварительное оконтуривание анализируемых объектов, так как спектральные характеристики болот и торфяников смешиваются с соседними угодьями. При этом современные методы ДЗЗ в оптическом или ином диапазоне не позволяют напрямую установить факт наличия/отсутствия торфяных отложений, которые являются основным признаком присутствия болот и торфяников. Возникает необходимость обращаться к отраслевой или иной информации, основанной или использующей данные наземного обследования: инвентаризации торфяных месторождений, почвенной съемки, лесной таксации и др.
Рязанская область характеризуется достаточно высокой степенью заболоченности, особенно в северной части, где на стыке с Московской и Владимирской областями, в Мещерской низменности сосредоточены крупные болотные массивы. Однако торфяные болота и, особенно, антропогенно измененные торфяники встречаются практически
на всей территории области. Целью работы было: выполнить картографирование торфяных болот и торфяников Рязанской области на базе комплексного подхода с использованием архивной и отраслевой информации, а также космической съемки высокого и сверхвысокого разрешения. Основной задачей стала отработка и проверка методики комплексного дешифрирования, а также получение данных о степени заболоченности региона, выявление преобладающего типа торфяной залежи и других характеристик торфяных болот и торфяников Рязанской области.
Методика
Методика была направлена на решение следующих основных задач:
- определение местоположения торфяных болот и торфяников;
- оконтуривание их границ и создание информационной базы данных по характеристикам объектов;
- актуализация, статистическая обработка и анализ полученной информации.
Созданная ГИС, включающая картографические слои и атрибутивные (текстовые) данные, предполагает ее открытость для последующей верификации и доработки как в рамках представленной работы, так и в дальнейшем.
Концептуальная схема поэтапной реализации поставленных задач приведена в таблице 1. Выполненные в рамках каждой задачи работы носили основной и дополнительный характер. Так, поиск доступной информации о торфяниках является основной частью каждой реализуемой задачи; географическая привязка центров торфяных месторождений (ТМ) и торфяных болот (ТБ), в первую очередь, была выполнена в рамках первого этапа, однако по мере поиска дополнительных данных дополнена в процессе оконтуривания границ объектов и актуализации полученных данных. Наконец, внесение атрибутивной информации в таблицы данных ГИС проводилось в основном в процессе географической привязки и оконтурива-ния объектов, однако ряд изменений был внесен на этапе актуализации данных. С учетом значимости верификации и актуализации данных представляется важным и эффективным их проведение при участии специалистов, имеющих опыт работы в регионе, что подтвердилось в рамках данной работы.
При картографировании были использованы материалы разведки торфяных месторождений (справочник «Торфяные месторождения Рязанской области» [7], карта торфяного фонда Рязанской области [6], карта изученности торфяных месторождений, баланс запасов торфа Рязанской области по состоянию на 01.01.2017 г. [1]), доступные топографические карты, материалы лесоустройства, данные ДЗЗ высокого и сверхвысокого разрешения, находящиеся в открытом доступе (http://search.kosmosnimki.ru/; http://maps.yandex. ги; https://www.google/maps) и другие материалы.
Таблица 1 - Выполнение работ по картографированию торфяных болот и торфяников Рязанской области.Темный цвет - основные работы в рамках текущей задачи,светлый - дополнительные
Содержание работ Географическая привязка Оконтуривание Актуализация
Сбор данных по торфяным месторождениям (ТМ) и торфяным болотам (ТБ)
Географическая привязка центров ТМ и ТБ в ГИС
Внесение атрибутивной информации о ТМ и ТБ в ГИС
Географическая привязка контуров ТМ и ТБ в ГИС
Корректировка атрибутивной информации
Верификация и актуализация контуров границ ТМ и ТБ
Верификация и актуализация атрибутивной информации
При установлении местоположения торфяных болот и торфяников основными источниками данных были справочник «Торфяные месторождения Рязанской области» [7] и карта торфяного фонда Рязанской области [6]. В качестве геоподосновы использовали мозаики и отдельные снимки космической съемки высокого и сверхвысокого разрешения, находящиеся в открытом доступе, а также топографические карты масштаба 1:100 000. Материалы космической съемки и листы топографических карт были загружены в ГИС как отдельные слои в рамках одного проекта, что позволило быстро переключаться между ними для сопоставления информации по мере поиска местоположения ТМ и ТБ (рис. 1 а, б).
Информация о географическом положении ТМ представлена в справочниках торфяных месторождений (в т.ч. в справочнике «Торфяные месторождения Рязанской области») в текстовом виде. Например: «от р.ц. Кадом на ЮЗ 15 км, с. Котели-но на СЗ 4 км» или «от р.ц. Сараи на ЮЗ 6 км, ст. Верда Кбш. ж.д., на ЮЗ 7 км». На основании этой информации местоположение ТМ определяли по топографической карте с учетом обозначения болот и заболоченных участков условными знаками [14]. Затем путем экспертного поиска и анализа географических ориентиров на геоподоснову в виде мозаики космических снимков в Мар^о устанавливали метку, соответствующую центру объекта. Аналогичным образом были установлены метки для торфяных болот, не учтенных в отраслевых материалах и обнаруженных в процессе анализа космической съемки, материалов лесоустройства и других данных. К каждой метке были привязаны атрибутивные табличные данные, содержащие информацию о названии месторождения, категории запасов и др. по каталогу «Торфяные месторождения Рязанской области» [7] или полученной на основе анализа космических снимков и других данных (например, наличие осушительной сети или другие признаки, характеризующие состояние торфяника) (табл. 2).
После географической привязки торфяных бо-
лот и торфяников создавались их контуры в ГИС Мар!^о при помощи инструмента редактирования векторных объектов «полигон» (рис. 1 в, г). В основу было положено визуальное дешифрирование космических снимков. В качестве дополнительных материалов использовались: карта месторождений торфяного фонда Рязанской области [6] и картографические материалы Российского Федерального Геологического Фонда по Рязанской области. Площади созданных полигонов торфяных месторождений проверялись на предмет соответствия данным, приведенным в каталоге «Торфяные месторождения Рязанской области» [7]. При этом учитывались возможные изменения, связанные с добычей торфа, затоплением, осушением, освоением для сельского хозяйства и др. Для торфяных болот и торфяников, обнаруженных и оконтуренных в результате экспертного дешифрирования космических снимков, в программе Мар1^о автоматически рассчитывали площадь, визуально определяли водоприемник, наличие осушительной сети и другие характеристики для отражения в атрибутивной таблице базы данных. Итогом стал векторный слой контурных объектов в ГИС со скорректированной атрибутивной информацией.
Далее проводилась актуализация данных, в реализации которой ключевую роль играли специалисты, хорошо знакомые с территорией региона. Сотрудники Мещерского научно-технического центра (г. Рязань) осуществили верификацию и актуализацию имеющихся картографических слоев, а также атрибутивной информации в базе данных ГИС. Векторный слой контуров торфяников был дополнен и исправлен на основе последнего отчета (на 01.01.2017) Российского Федерального геологического фонда по Рязанской области [1]: добавлена отсутствующая в атрибутивной таблице данных ГИС-проекта информация (глубина, запасы торфа ТМ и т.д., которой недоставало в других источниках данных); существующая информация при необходимости была скорректирована; добавлены новые или актуализированы существующие контура торфяников. В ряде случаев некоторые
контура были объединены или, напротив, разде- количество объектов, плотность вероятности рас-
лены с изменением атрибутивных данных. В за- пределения глубины торфяной залежи, запасов
ключение, с использованием программного пакета торфа, площади объектов по нулевой и промыш-
Ехсе1 был проведен анализ основных статистиче- ленной глубине торфяной залежи и др. ских характеристик полученного массива данных:
а - поиск местоположения торфяников; б - верификация местоположения согласно ДЗЗ; В - оконтуривание
границ; Г - конечный результат. Показана одна и та же территория в едином масштабе Рис. 1 - Процесс картографирования торфяных болот и торфяников на основе различных источников данных (темный цвет - материалы разведки торфяных месторождений, светлый - путем экспертного дешифрирования, штриховка - прочие отраслевые данные)
Результаты и обсуждение
В результате проведенной работы создана картографическая база данных в ГИС, содержащая контура торфяных болот и торфяных месторождений Рязанской области, а также сопроводительную информацию в виде атрибутивной таблицы данных (рис. 2, табл. 2).
Местоположение торфяных месторождений и торфяных болот было определено на основе отраслевых источников данных с использованием топографических карт и мозаики космической съемки как геоподосновы для привязки получаемых данных и последующего оконтуривания их границ. В основе справочников торфяных месторождений лежат данные геологических отчетов их разведки и паспорта объектов. Поиск торфяных месторождений осложнялся принятой схематичностью карты торфяного фонда Рязанской области, крайне общими географическими привязками в справочнике (опорные точки - железнодорожные станции или ближайшие населенные пункты), представленными в текстовом виде, и устаревшими дополнительными ориентирами. Установление местоположения торфяных месторождений было осуществлено успешно благодаря использованию мозаики космической съемки высокого и сверхвысокого разрешения, а также информации, представленной на топографических картах, как касающейся непосредственно болот и заболоченных участков, так и ориентиров, указанных в материалах разведки торфяных месторождений.
Путем визуального экспертного дешифрирования материалов космической съемки удалось выявить местоположение торфяных болот, информация о которых в отраслевых источниках отсутствовала. В первую очередь это касается небольших по размеру торфяных болот, которые не представляли интереса с точки зрения освоения, и более крупных, которые не были разведаны по другим причинам.
Определенные трудности при оконтуривании границ торфяников были связаны с недостатками мозаик космической съемки, представленных в открытых источниках. Цветные изображения, сформированные на основе синтеза отдельных каналов, не полностью соответствуют задачам дешифрирования, картографирования и анализа именно торфяных болот и торфяников. Доступные мозаики космической съемки обычно формируются из снимков, полученных разными сканерами, отличных по сезонам и годам, имеющих разное разрешение. Это возможно улучшить путем синтеза изображений на основе тех каналов съемки, спектральный диапазон которых наиболее эффективен для данной задачи, как это было сделано, например, для Московской области [12]. Однако это может потребовать заказа коммерческих ДЗЗ, что с учетом площади анализируемой территории весьма затратно и непросто. Вопреки представлению о доступности и даже избытке космической съемки, формирование однородной мозаики снимков достаточного разрешения на значительную по
площади территорию достаточно сложно. Съемка высокого разрешения не может обеспечить разового сплошного покрытия больших площадей. Дополнительную проблему создают облачность, дымка, тени облаков и другие помехи. Это приводит к необходимости использовать различные комбинации данных ДЗЗ [12, 17].
Трудности дешифрирования границ торфяных болот и торфяников обусловлены также значительным варьированием их спектральных характеристик в пространстве и во времени, что связано с высокой мозаичностью растительного покрова, варьированием его свойств в течение вегетационного периода, с изменяющейся влажностью почвы, а также со степенью нарушенности торфяников и пространственными неоднородно-стями разного уровня. В ходе выполнения данной работы это было частично восполнено использованием доступных многозональных снимков на отдельные участки территории. Представляется, что использование таких данных ДЗЗ, включая полученные в разные сезоны года, может помочь в дешифрировании и картографировании торфяных болот и торфяников, особенно в тех случаях, когда установление границ представляет особую сложность.
Включение в ГИС в качестве отдельных слоев топографических карт и других картографических материалов (карт и схем насаждений, почвенных,
геоботанических и других специальных карт) представляет дополнительные возможности для более полного выявления торфяных болот и торфяников, а также более точного их картографирования. Комплексный анализ картографических материалов и космической съемки особенно важен для регионов с относительно невысокой детальностью существующих данных разведки торфяных месторождений. Отраслевая информация является отправной точкой при создании современной картографической базы данных в ГИС, для проверки и актуализации которой необходимо использование всех доступных источников.
В картографическую базу данных ГИС по Рязанской области вошли торфяные месторождения различных категорий: выработанные, освоенные для сельского хозяйства, разработанные при добыче торфа, осушенные и выгоревшие. В процессе оконтуривания границ торфяных болот и торфяников, верификации и актуализации полученной информации учтено 1207 торфяных болот и торфяников общей площадью 167,4 тыс. га (рис. 2), что составляет в целом около 4,2% площади региона. Необходимо отметить важную роль, которую сыграл этап актуализации данных: изменения слоя контуров затронули 385 торфяных болот и торфяников, при этом было добавлено 88 новых, а границы 297 были скорректированы; также была изменена атрибутивная информация для 168 объектов.
Рис. 2 - Карта торфяных болот и торфяников Рязанской области
Границы торфяников в материалах разведки торфяных месторождений определяются с учетом целесообразности разработки последних, а не экологических или ландшафтных критериев. Поэтому в картографической базе данных ГИС некоторые примыкающие точечные объекты при создании полигонов были оконтурены вместе как
единый болотный массив. Это повлекло корректировку площади, занимаемой учтенными в ГИС торфяными болотами и торфяниками, относительно отраслевых данных.
Суммарная площадь торфяных болот и торфяников в границах промышленной глубины (>0,6 м) залежи составила 111,2 тыс. га. Наиболее распро-
странены торфяники, занимающие в границах нулевой глубины залежи относительно небольшую площадь - в среднем около 140 га (или 92 га в границах промышленной глубины залежи), а так-
же характеризующиеся средней и максимальной мощностью торфяной залежи в 1,3 м и 3,3 м соответственно. Запас торфа в «среднем» торфянике оценивается в 1751 тыс. куб. м (рис. 3).
Таблица 2 - Атрибутивная информация, характеризующая торфяные месторождения в ГИС торфяных болот и торфяников Рязанской области
1. порядковый номер Примечание (дополнительная характеристика): Р - разрабатывалось О - осушено ОС - осушительная сеть Ч/О - частично осушено О/В - осушение возможно З - затоплено Ч/З - частично затоплено Г-горело СХ - используется под сельское хозяйство (СХ) РСХ - распахано под СХ В/Зн - водоохранное значение РННТ- разрабатывается населением на топливо О и Э - схема осушения и эксплуатации В - выработано П/Зн - имеет природоохранное значение О/з - осушение затруднено
2.название
3. категория запасов
4. площадь торфяной залежи (по нулевой границе)
5. площадь торфяной залежи (по промышленной глубине)
6. максимальная мощность пласта (м)
7. средняя мощность пласта (м)
8. общий запас (тыс. куб. м)
9. верховой торф (тыс. куб. м)
10. смешанный торф (тыс. куб. м)
11. переходный торф (тыс. куб. м)
12. низинный торф (тыс. куб. м)
13. водоприемник
Рис. 3 - Плотность вероятности распределения (слева направо): максимальной (темный цвет) и средней (светлый) глубины (м) торфяной залежи; средних запасов (тыс. куб. м) торфа; площади торфяных месторождений по нулевой (светлый) и промышленной (темный) глубине залегания торфяной
залежи на территории Рязанской области Суммарные запасы торфа всех учтенных торфяных болот и торфяников оцениваются в 2,10 млрд куб. м, из них 1,25 млрд куб. м сложены
торфом низинного типа, 0,70 млрд куб. м - верхового, 0,12 - переходного и 0,04 - смешанного. Несмотря на достаточно большое количество торфяных болот и торфяников запасы торфа распределены среди них неравномерно: 1,87 млрд куб. м торфа, или 89% сосредоточено в 119 наиболее крупных (с запасами более 1751 тыс. куб. м) из них, что составляет только 10% от общего числа. Крупные торфяные болота и торфяники представляют большой интерес в отношении сохранения запасов торфа, однако значительное количество небольших по площади объектов не менее важны с точки зрения ландшафтообразующих функций, поддержания биоразнообразия, регулирования водного режима прилегающих территорий, предо-
ставления других экосистемных услуг.
Заключение
Торфяные болота и их производные - антропогенно измененные торфяники - могут относиться к разным категориям земель: лесного и водного фонда, сельскохозяйственного назначения, запаса и др. Близкие по характеристикам объекты могут быть разделены между разными системами отраслевого учета. Это значительно усложняет их инвентаризацию, решение вопросов управления, использования и охраны. Полноценный учет торфяных болот и торфяников возможен лишь при условии использования информации из различных источников и последующего их интегрирования в рамках единой географически привязанной базы данных в ГИС.
На примере Рязанской области показана апробация предложенного ранее подхода к картогра-
фированию торфяных болот и торфяников по данным учета торфяных месторождений, материалов лесоустройства, другой отраслевой информации, топографических и других карт, с использованием мозаики космической съемки для географической привязки и оконтуривания изучаемых объектов. Картографирование включало выявление торфяных болот и торфяников с привлечением доступных источников данных, оконтуривание выявленных объектов и актуализацию полученной информации.
Предлагаемая методика комплексного ГИС-картографирования показала высокую эффективность в Рязанской области: удалось произвести учет торфяных месторождений различной степени нарушенности и торфяных болот в естественном состоянии, осуществить актуализацию полученной информации путем объединения усилий с местными специалистами. В дальнейшем предполагается уточнение границ уже выделенных торфяников, расширение перечня атрибутов в базе данных. Для Рязанской области на данном этапе было картографировано 1207 торфяных болот и торфяников общей площадью 167,4 тыс. га, что составляет 4,2% территории области.
Выявленные контуры торфяных болот обеспечат основу классификации их растительного и земельного покрова с использованием автоматических методов дешифрирования и оперативных данных ДЗЗ для мониторинга их экологического состояния. Развитие и дополнение реализованной в рамках текущей работы ГИС важны с точки зрения реализации научных и практических задач, направленных на сохранение и восстановление болотных экосистем в условиях области. Рассмотренный подход может быть использован для создания привязанной к единой системе координат региональной геоинформационной системы (ГИС) торфяных болот и торфяников.
Авторы признательны А.А. Маслову (ИЛАН РАН) за помощь в разработке методики картографирования и подбору данных космической съемки, Н.А. Валяевой, Т.В. Глуховой (ИЛАН РАН) за помощь в процессе поиска местоположения торфяников. Работа проведена при поддержке проекта «Восстановление торфяных болот в России в целях предотвращения пожаров и смягчения изменений климата», финансируемого в рамках Международной климатической инициативы Федеральным министерством окружающей среды, охраны природы и безопасности ядерных реакторов Федеративной Республики Германия и управляемого через немецкий банк развития KfW (проект № 11 III 040 RUSK Восстановление торфяных болот) и проекта РНФ 19-74-20185.
Список литературы
1. Баланс запасов торфа Рязанской области по состоянию на 01.01.2017г. (пояснительная записка), Москва, 2017.
2. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 № 74-ФЗ // Собрание законодательства РФ. 05.06.2006. № 23. Ст. 2381 (первоначальный текст документа).
3. Вомперский С.Э., Иванов А.И., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Глухова Т.В., Дубинин А.И., Глухов А.И., Маркелова Л.Г. Заболоченные органогенные почвы и болота России и запас углерода в их торфах // Почвоведение, 1994. - № 12. - С. 17-25.
4. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Сальников А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А. Облесенность болот и заболоченных земель России // Лесоведение, 2011. - № 5. - С. 3-11.
5. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Майков Д.А. Болота и заболоченные земли России: попытка анализа пространственного распределения и разнообразия // Изв. РАН. Сер. Геогр., 2005. - № 5. - С. 21-33.
6. Карта торфяного фонда Рязанской области. Масштаб 1:600000. М.: Министерство Геологии РСФСР. Институт "Гипроторфразведка", 1967.
7. Липкина М.С., Петухова В.Б., Зубакова Е.И., Ольховская Н.Т., Родионова В.М., Белоко-пытова И.Е. Торфяной фонд РСФСР. Рязанская область. // Справочник. М.: Гипроторфразведка, 1967. - 329 с.
8. Медведева М.А., Возбранная А.Е., Бар-талев С.А., Сирин А.А. Оценка состояния заброшенных торфоразработок по многоспектральным спутниковым изображениям // Исследование Земли из космоса, 2011. - № 5. - С. 80-88.
9. Медведева М.А., Возбранная А.Е., Сирин А.А., Маслов А.А. Возможности различных многоспектральных спутниковых данных для оценки состояния неиспользуемых пожароопасных и обводняемых торфоразработок // Исследование Земли из космоса, 2017. - № 3. - С. 76-84. DOI: https:// doi.org/10.7868/S0205961417020051
10. Минаева Т.Ю., Сирин А.А. Биологическое разнообразие болот и изменение климата // Усп. совр. Биол., 2011. - Т. 131. - № 4. - С. 393-406.
11. Основные направления действий по сохранению и рациональному использованию торфяных болот России. Министерство природных ресурсов Российской Федерации. М.: Российская программа Международного бюро по сохранению водно-болотных угодий, 2003. - 24 с. (www. peatlands.ru).
12. Сирин А.А., Маслов А.А., Валяева Н.А., Цыганова О.П., Глухова Т.В. Картографирование торфяных болот Московской области поданным космической съемки высокого разрешения // Лесоведение, 2014. - № 5. - С. 65-71.
13. Сирин А.А., Сальников А.А. Болота и заболоченные земли. М 1:30 000 000. С. 118. Сирин А.А. Типы болот. М 1:30 000 000. С. 120. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Цыганова О.П. Залесенность болот. М 1:30 000 000. Экологический атлас России. М.: ООО «Феория». 2017. ISBN 978-591796-034-0
14. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации // Под ред. Сирина А.А., Минаевой Т.Ю. М.: Геос. - 2001. - 190 с.
15. A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe / Minayeva, T., Sirin, A., Bragg, O. (eds.). Wageningen, The Netherlands: Wetlands International, 2009. 132 p. (http://www.wetlands.org/
UnkCNck.aspx?fMeticket=Az8K7KVj%2bhk%3d&tab id=56).
16. Assessment on peatlands, biodiversity and climate change. Main report / Parish F., Sirin A., Charman D., Joosten H., Minayeva T., Silvius M., Stringer L. (eds.). Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International, Wageningen. -2008. - 179 p.
17. Sirin A., Medvedeva M., Maslov A., Vozbrannaya A. Assessing the Land and Vegetation Cover of Abandoned Fire Hazardous and Rewetted Peatlands: Comparing Different Multispectral Satellite Data // Land, 2018. - V. 7. - № 71. - 22 p. Doi:10.3390/
land7020071.
18. Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T., Kuznetsov O., Smagin V., Fedotov Y.U. Russian Federation (European Part). Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and Conservation. Joosten H., Tanneberger F., Moen A., Eds.; Schweizerbart Science Publishers: Stuttgart, Germany, 2017. - P. 589-616. doi:10.1127/mireseurope/2017/0001-0049. ISBN 978-3-510-65383-6
19. Tanneberger F., Tegetmeyer C., Busse S., et.al. The peatland map of Europe // Mires and Peat, 2017. - V.19. - Article 22. - P. 1-17. http://www.mires-and-peat.net/ doi: 10.19189/MaP.2016.OMB.264
GIS MAPPING OF NATURAL AND HUMAN-DISTURBED PEATLANDS IN RYAZAN OBLAST
Il'yasov Danil V., Junior Researcher, Institute of Forest Science Russian Academy of Sciences (IFS RAS), ilyasov@ilan.ras.ru
Sirin Andrey A., Dr. Biol. Sciences, Scientific Advisor, Center for Peatland Protection and Restoration IFS RAS, sirin@ilan.ras.ru
Makarova Larisa Yu., Head of the Department for the Design of Hydrotechnical and Water Construction, Meshchersky Scientific and Technical Center (MSTC), loramakarova@yandex.ru
Bukin Alexey V., Lead Engineer, MSTC, bukin.lescha@yandex.ru
Korablina Natalia E., Leading Engineer, MSTC, n.e.korablina@mail.ru
Natural and human-disturbed peatlands can belong to various land categories: national forest lands, national inventory of water resources, agricultural lands, land reserves, etc. As a result, sites having similar characteristics may be divided between different sectoral land use systems. This makes peatland inventory, registration, management, use, and protection much more complicated. The case study from Ryazan Oblast is an approbation of an approach to mapping of natural and human-disturbed peatlands that uses data of peat deposit registration, forest management, other sectoral information, topographic and other maps with satellite image mosaics for geographic referencing and contouring of objects under study. Mapping was carried out in three stages: identification of natural and human-disturbed peatlands using available data sources, contouring of the sites, and actualization of the information obtained. This approach can be used for creation of a regional geographic information system (GIS) linked to a unified coordinates system. As of today, 1207 natural and human-disturbed peatlands covering 167,400 ha have been mapped in Ryazan Oblast, which corresponds to 4.2% of the province's area.
Key words: mires, peatlands, mapping, geographic information system (GIS), remote sensing, Ryazan oblast
Literatura
1.Balans zapasovtorfa Rjazanskoj oblastipo sostojaniju na 01.01.2017g. (pojasnitel'naja zapiska), Moskva, 2017.
2.Vodnyj kodeks Rossijskoj Federacii ot 03.06.2006 № 74-FZ // Sobranie zakonodatel'stva RF. 05.06.2006. № 23. St. 2381 (pervonachal'nyj tekst dokumenta).
3. Vompersky S.E., Ivanov A.I., Tsyganova O.P., Valyaeva N.A., Glukhova T.V., Dubinin A.I., Glukhov A.I., Markelova L.G. Bog organic soils and bogs of Russia and the carbon pool of their peat // Eurasian Soil Science,1996. - V. 28. pp. 91-105.
4. Vompersky S.E., Sirin A.A., Salnikov A.A., Tsyganova O.P., Valyaeva N.A. Estimation of Forest Cover Extent over Peatland and Paludified Shallow Peatlands in Russia // Contemporary Problems of Ecology. 2011. - Vol. 4. - No. 7. pp. 734-741.
5.Vomperskij S.JE., Sirin A.A., Cyganova O.P., Valjaeva N.A., Majkov D.A. Bolota i zabolochennye zemli Rossii: popytka analiza prostranstvennogo raspredelenija i raznoobrazija // Izv. RAN. Ser. Geogr., 2005. - № 5. - S. 21-33.
6.Karta torfjanogo fonda Rjazanskoj oblasti. Masshtab 1:600000. M.: Ministerstvo Geologii RSFSR. Institut "Giprotorfrazvedka", 1967.
7.Lipkina M.S., Petuhova V.B., Zubakova E.I., Ol'hovskaja N.T., Rodionova V.M., Belokopytova I.E. Torfjanoj fond RSFSR. Rjazanskaja oblast'. // Spravochnik. M.: Giprotorfrazvedka, 1967. - 329 s.
8.Medvedeva M.A., Vozbrannaja A.E., Bartalev S.A., Sirin A.A. Ocenka sostojanija zabroshennyh torforazrabotok po mnogospektral'nym sputnikovym izobrazhenijam // Issledovanie Zemli iz kosmosa, 2011. -№ 5. - S. 80-88.
9. Medvedeva M.A., Vozbrannaya A.E., Sirin A.A, Maslov A.A. Capabilities of Multispectral Satellite Data in an Assessment of the Status of Abandoned Fire Hazardous and Rewetting Peat Extraction Lands // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2017. - V. 53. - No. 9. pp. 1072-1080. doi: 10.1134/S0001433817090201
10. Minaeva T.Yu., Sirin A.A. Peatland biodiversity and climate change // Biology Bulletin Reviews. - 2012.
- V. 2. - No. 2. - pp. 164-175.
11.Osnovnye napravlenija dejstvij po sohraneniju i racional'nomu ispol'zovaniju torfjanyh bolot Rossii. Ministerstvo prirodnyh resursov Rossijskoj Federacii. M.: Rossijskaja programma Mezhdunarodnogo bjuro po sohraneniju vodno-bolotnyh ugodij, 2003. - 24 s. (www.peatlands.ru).
12. Sirin A.A., Maslov A.A., Valyaeva N.A., Tsyganova O.P., Glukhova T.V. Mapping of peatlands in the Moscow Oblast based on high-resolution remote sensing data. // Contemporary Problems of Ecology, 2014.
- V. 7. - No. 7. - pp. 808-814.
13.Sirin A.A., Sal'nikov A.A. Bolota i zabolochennye zemli. M 1:30 000 000. S. 118. Sirin A.A. Tipy bolot. M 1:30 000 000. S. 120. Vomperskij S.JE., Sirin A.A., Cyganova O.P. Zalesennost' bolot. M 1:30 000 000. JEkologicheskij atlas Rossii. M.: OOO «Feorija». 2017. ISBN 978-591796-034-0
14.Torfjanye bolota Rossii: k analizu otraslevoj informacii // Pod red. Sirina A.A., Minaevoj T.JU. M.: Geos.
- 2001. - 190 s.
15.A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe / Minayeva, T., Sirin, A., Bragg, O. (eds.). Wageningen, The Netherlands: Wetlands International, 2009. 132 p. (http://www.wetlands.org/LinkClick.aspx ?fileticket=Az8K7KVj%2bhk%3d&tabid=56)..
16.Assessment on peatlands, biodiversity and climate change. Main report / Parish F., Sirin A., Charman D., Joosten H., Minayeva T., Silvius M., Stringer L. (eds.). Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International, Wageningen. - 2008. - 179 p.
17.Sirin A., Medvedeva M., Maslov A., Vozbrannaya A. Assessing the Land and Vegetation Cover of Abandoned Fire Hazardous and Rewetted Peatlands: Comparing Different Multispectral Satellite Data //Land, 2018. - V. 7. - № 71. - 22 p. Doi:10.3390/land7020071.
18.Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T., Kuznetsov O., Smagin V., Fedotov Y.U. Russian Federation (European Part). Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and Conservation. Joosten H., Tanneberger F., Moen A., Eds.; Schweizerbart Science Publishers: Stuttgart, Germany, 2017. - P. 589-616. doi:10.1127/mireseurope/2017/0001-0049. ISBN 978-3-510-65383-6
19.Tanneberger F., Tegetmeyer C., Busse S., et.al. The peatland map of Europe // Mires and Peat, 2017. -V.19. - Article 22. - P. 1-17. http://www.mires-and-peat.net/doi: 10.19189/MaP.2016.OMB.264
КУЗЬМЕНКО Наталья Николаевна, канд. с.-х. наук, ФГБНУ "Федеральный научный центр лубяных культур", kuzmenko.nataliya2010@mail.ru
Цель исследований - оценить уровень плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при применении различных систем удобрений в льняном севообороте на базе длительного стационарного опыта, заложенного в 1948 г. Объект исследований - дерново-подзолистая легкосуглинистая почва. Изучено влияние разных систем удобрений (органической, минеральной и органомине-ральной), эквивалентных по количеству (67,5 и 135 кг д.в./га) элементов питания за севооборот, на изменение основных показателей плодородия почвы. Выявлено, что применение в севообороте органической системы удобрений сдерживает подкисление почвы, улучшает структурно-агрегатный состав, качественный состав гумуса, но невысокие дозы навоза 5 и 10 т на 1 га севооборотной площади не обеспечивают сохранения исходного уровня органического вещества почвы. Потери гумуса при дозе навоза 10 т/га составляют 24%. Длительное применение минеральной системы удобрения без известкования приводит к распылению почвенной структуры, снижает ее водоустойчивость, подкисляет почву, снижает качество гумуса и приводит к наибольшим его потерям - на 37%. Применение органоминеральной системы удобрения обеспечивает наиболее высокое содержание подвижных форм фосфора и калия на протяжении длительного периода, но для сохранения запасов гумуса в почве сочетание 5 т навоза + 67,5 кг д.в. минеральных удобрений недостаточно. Потери составили 31%. Известкование кислой дерново-подзолистой почвы увеличивало долю гуминовых кислот в составе гумуса, на 14% снижало его потери.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, система удобрения, льняной севооборот, гумус, плодородие.
УДК:631.8:631.452
ОЦЕНКА ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОИ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИИ В СЕВООБОРОТЕ
© Кузьменко Н. Н., 2019 г
