CC BY
12НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология №3 2012
УДК 528.88(15):502.5:504.61
Канд. геогр. наук
Л. Лебедь* М.Ибрагимов *
Згт-1 *
. Токпаев
Доктор геогр. наук А.Чередниченко
Ph.D.
Профессор
Т.Шестакова * Е. Царева * Ф. Хейлман ** Дж. Чи *** С. Хаген ****
ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОЙ ДИНАМИКИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ПАСТБИЩНЫХ ЗЕМЕЛЬ ПРИБАЛХАШЬЯ НА БАЗЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ПРИРОДНЫЕ ЛАНШАФТЫ, ПАСТБИЩНЫЕ ЗЕМЛИ, РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ, АНТРОПОГЕННАЯ НАГРУЗКА, ОЦЕНКА, СПУТНИКОВЫЙ МОНИТОРИНГ, ПРИБАЛХАШЬЕ
Экологические исследования пастбищных земель Прибалхашья, выполненные на базе цифровой информации современных космических систем ТЕЕКА-МОВ!^и ЬАЫОБАТ, позволили выявить общие тенденции деградации/восстановления растительного покрова за 2001...2008 гг., связанные с изменением антропогенных нагрузок в условиях резкого изменения природопользования и социально- экономических показателей. Полученные в результате исследования величины сезонного покрытия почвы растительностью могут пополнить информационную базу экологических показателей, используемых в процессе мониторинга сельскохозяйственных земель на территории Казахстана.
* КазНИИЭК, Алматы
** США, Юго-восточный Центр исследования водных ресурсов МСХ, Тусон, штат Аризона
*** США, Университет штата Мичиган, Ист Лансинг, Мичиган
**** США, ЛК. Геоизыскания, Дурган, штат Нью Гемпшир
Введение
Для Прибалхашья, а также других экологически неблагополучных природных регионов Казахстана, последнее 50-летие характеризуется как период антропогенной «нарушенности» территории на фоне потепления климата и усиления аридизации [1, 14]. Антропогенная составляющая динамики природных ландшафтов, в первую очередь растительного покрова, тесно связана с экономическими показателями производства, включая сельское хозяйство, энергетику, водопользование и другие отрасли. Во второй половине прошлого столетия на пастбищах Прибалхашья отмечались максимальные нагрузки скота, численность которого на 1990 год достигала 9,7 млн. в условных головах овец (табл. 1). Это явилось причиной повсеместной дигрессии пастбищных земель, которой было охвачено более 60 % от их площади [2, 11, 14]. В результате резкого сокращения количества скота в середине 90-ых годов неиспользованная часть пастбищ была выведена в земли запаса, что должно было способствовать частичному восстановлению естественной растительности. Вместе с тем, несмотря на уменьшение поголовья скота, на используемых в настоящее время пастбищах ряд исследователей отмечают усиление деградации растительного покрова [2, 4, 8]. Это связано с неравномерным территориальным распределением животных, которые, в основном, сосредоточены вокруг населенных пунктов и редкой сети колодцев; отсутствием сезонных пастбищ и восстановительных мероприятий, другими причинами экономического и социального характера.
Таблица 1
Распределение земельного фонда и нагрузка скота на пастбища в Прибалхашье (Алматинская область), 1990...2010 гг.
Показатель
1990
Год
2001
2010
Общая земельная площадь, тыс. га Сельскохозяйственные угодья, тыс. га Площадь пастбищ, всего, тыс. га Площадь используемых пастбищ, тыс. га Площадь засеянной пашни, тыс. га в т. ч. орошаемой пашни, тыс. га Залежь, тыс. га Площадь сенокосов, тыс. га Количество КРС, тыс. голов Количество МРС, тыс. голов Количество лошадей, тыс. голов Количество верблюдов, тыс. голов Всего скота в условных головах овец, тыс. голов
22394,7 22394,7
- 16420,5
14709,4 -
1577,1 792,2
348.2 6487,5
219.3 8,9
467,8 279,1 2233,2 161,5 3,7
22392,4
14724,8 6111,6 1049,3
419.4
127.1 470,7
807.2 2983,8
225.5 6,2
9663,0 4665,0 8480,0
Из антропогенных факторов существенное влияние на влагообеспе-ченность растительности в пойме р. Или, главной водной артерии Прибалхашья, оказало зарегулирование ее стока Капчагайским гидроузлом в 70-ые годы прошлого столетия [1, 14]. В поймах р. Или, Каратал, Аксу, Лепсы, в связи с изъятием воды на ирригацию, продуктивность луговых травостоев заметно снизилась за последние десятилетия, уменьшились площади пойменных лесов-тугаев, ухудшились условия грунтового увлажнения пустынных саксауловых лесов на древнедельтовых равнинах. Существенно пострадали саксауловые и тугайные леса следствие интенсивного использования их на топливо и частыми пожарами.
Предлагаемые в Казахстане мероприятия по улучшению экологического состояния и устойчивому управлению пастбищными землями [2, 8, 14] должны обязательно включать подсистему их регулярного мониторинга, который на больших территориях реально осуществлять на базе космической и наземной информации. В статье представлены отдельные результаты антропогенных изменений растительного покрова пастбищных земель на территории Прибалхашья в пост кризисный период 2001...2008 гг., на который пришлась стабилизация и начало роста экономических показателей в сельскохозяйственном и других секторах производства.
Объект исследований
Исследования пастбищных земель выполнялись в Прибалхашье в административных границах Алматинской области с площадью территории 22 392,4 тыс. га, из которой исключены водная поверхность и горные районы с высотами 1000...1200 м и более. Территория исследования представлена пустынными, интразональными и горными (предгорными) экосистемами и агроэкосистемами. Распределение земельного фонда по категориям пользования представлено в табл. 1. Общая площадь пастбищных земель составляет 87 % от общей площади сельскохозяйственных угодий, с вкрапленными лугами (сенокосами) на площади 470 тыс. га и пахотными землями на площади 1049,3 тыс. га, включая 419 тыс. га орошаемых. В последние годы часть пастбищных земель не использовалась под выпас скота, количество которого в этот период резко изменялось. Так, в 2010 году на 6 111,6 тыс. га пастбищ, составляющих около половины их общей площади, выпасалось 807,2 тысяч голов крупного скота, что в 2,6 раза больше по сравнению с 1990 годом. Кроме того, на этих же пастбищах размещалось 2 983,8 тыс. голов мелкого скота, 225,5 тысяч лошадей и 6,2 тысяч голов верблюдов.
Исследование динамики растительного покрова на пастбищных землях выполнялось на основе ландшафтно-геоботанической карты, полученной авторами на территорию Прибалхашья (рис. 1). Для ее построения использовались материалы геоботанических и географических исследований за более ранние годы [3, 7, 9, 10], полевых наблюдений за 2006.2008 гг. и космические снимки современного состояния земель [23]. Всего на равнинной территории Прибалхашья было выделено 209 ландшафтных единиц. Каждый из ландшафтов представлен укрупненными типами растительности, объединенных системно по сходству видового состава, почв, мезорельефа, а также по характеру хозяйственного использования [13]. В зональном аспекте растительность представлена полукустарничково-по-лынно-солянковыми типами на бурых и серо-бурых почвах межсопочных равнин; полукустарничково-полынными с саксаулом на такыровидных засоленных суглинистых почвах и разнотравно-кустарниковыми с саксаулом на супесчаных и песчаных почвах и песках аллювиально-проллювиальных равнин; разнотравно-злаковые на лугово-бурых и лугово-болотных почвах в долинах и поймах рек; эфемероидно-полынно-злаковыми на сероземах денудационных равнин и злаково-полынными на светлокаштановых почвах увалистого предгорья и низкогорья.
Методические подходы
Динамика растительного покрова на интенсивно используемых пастбищных землях, обусловлена в первую очередь антропогенным влиянием и природными условиями. С антропогенными факторами, а также природными составляющими, такими как геоморфология, почва и климат, связаны условно необратимые и малозаметные изменения растительности. Более заметные, обратимые изменения (сезонные флюктуации) вызваны сезонной погодой.
Ранее выполненные в Прибалхашье исследования показали, что вследствие потепления климата и усиления сухости территории наблюдается ксерофитизация пастбищной растительности и увеличение обилия эфемеровых (коротковегетирующих видов). При повышении годовых температур на величину до 3,0.4,0 °С, может заметно снизиться биологическая продуктивность коренных видов с преждевременным завершением фенологических фаз развития и ограничением условий для плодоношения и восстановления растительности [20].
Рис. 1. Ландшафтно-геоботаническая карта Прибалхашья (Алматинская область, равнина), М: 2 500 1000. 1 - полигон «Южный»; 2-метеостанции; 1...209 - номера территориальных выделов (ландшафтов).
В ряде работ, включая работы выполняемые на территории Прибалхашья, было установлено, что такие характеристики растительного покрова, как величина проективного покрытия почвы растительностью, надземная биомасса, количество накопленного растениями хлорофилла и другие, имеют тесную корреляцию с спектральными индексами растительности (ЛЮУ7, 1УС, УС1,1УС1, БАТУ1 и др.), которые рассчитываются на базе цифровых спутниковых данных [5, 12, 15, 21]. Также для оценки динамики растительности, под воздействием сезонных изменений погоды в регионе, использовался индекс КБУ1, рассчитываемый по данным ТЕККА-МОБК [12, 21], и индекс УС1, получаемый по данным ШАА-АУИКЯ [15].
В настоящей работе для оценки динамики растительного покрова под воздействием антропогенных факторов применялся спектральный индекс БАТУ1 и количественно связанная с ним величина проективного покрытия почвы растительностью (СУ), как один из достаточно информативных показателей экологического состояния пастбищных земель. Индекс БАТУ1, в соответствии с методикой, ранее отработанной авторами на примере пастбищ Аризоны [17, 22], рассчитывался на базе спутниковых данных с использованием формулы:
БАТП = Рт~Рк (1 +/) - Р"тк2 (1)
Рл+*ж+1< 2 , (1)
где Рт, Ршт2 и Як - величина отраженной солнечной радиации в коротковолновом, среднем инфракрасном и красном каналах солнечного спектра, - альбедо почвы.
Для пастбищных земель Прибалхашья индекс БАТУ1 и проективное покрытие почвы растительностью, сформированные в основном за счет зеленой биомассы, рассчитывались на уровне средних значений за вегетационный период растений по цифровым данным системы ТЕККА-МОБК с разрешением сигнала на местности 500 м [19]. В климатических условиях Казахстана начало вегетации растений на пастбищах весной и конец вегетации осенью совпадают с датами перехода температуры воздуха через 3.5 °С. Для получения СУ строилась корреляционная зависимость СУ = /(8АТУ1) на уровне экспериментальных участков с размерами ограниченными на местности 180 х 90 м которые были заложены авторами в вегетационный период 2006.2008 гг. на исследовательском полигоне «Южный» в Прибалха-
шье (рис. 1). Значения SATVI для этих участков рассчитывались по данным LANDSAT с разрешением сигнала на местности 30 м [18]. Полученная на исследовательском полигоне корреляционная зависимость СV = f(SATVI) подтверждалась коэффициентом детерминации равным 0,679 (рис. 2). Значения SATVI, вычисляемые по данным MODIS, предварительно преобразовывались в SATVI, вычисленные по данным LANDSAT. Для этого использовалась аналитическая зависимость, полученная для пастбищных земель штата Аризона [17], которая представлена в виде линейного уравнения:
SATVILandsat = 0,0021 + 0,760SATVIModis . (2)
Расчеты и картирование величин SATVI и СV на территорию Прибалхашья выполнялись на базе ландшафтно-геоботанической карты с расчетом средних величин для выделенных на ней ландшафтов (рис. 3, 4). Все природные ландшафты были условно разделены на четыре группы:
1. пастбищные с преобладанием в растительном покрове зональных видов и возможным участием (10 % и менее) иных группировок как луговые и саксаул, а также пашен с посевами сельскохозяйственных культур и залежных земель, всего 102 выдела;
2. пастбищные с участием в растительном покрове более 10 % луговых видов, всего выделов 32;
3. пастбищные с участием более 10 % саксаула, всего 35 выделов; пастбищные с площадным участием более 10 % пашни, включая залежь, населенные пункты, сады - всего 22 выдела.
4.
80 70 60 50 40 30 20 10 0
у = 397,99х < 0,7572 R2 0,6795
0,05
ОД SATVI
0,15
0,2
Рис. 2. Взаимосвязь между индексом SATVI и проективным покрытием почвы растительностью (CV, %), полученная по данным LANDSAT и результатов полевых наблюдений на исследовательском полигоне «Южный» в Прибалхашье. 2006...2008 гг.
81 'иСГЕ вг-О'СГЕ
Рис. 3. Индекс БАТП, полученный по данным ТЕККА-МОБШ для пастбищных земель Прибалхашья е вегетационный период 2007 года.
46°0'0"М
«"ОТт
■46й0'0"м
44°0'0"М
74"0'0"Е 76°0'0"Ё 7в°0'0"Е ВСГО'СГЕ 02"О'О"Е
Рис. 4. Проективное покрытие почвы растительностью в Прибалхашье (Алматинская область) полученное по данным ТЕКЕА-
МОБШ в вегетационный период 2007 года.
В соответствии с условным разделением ландшафтов по группам, случаи с проективным покрытием почвы растительностью также разделялись на соответствующие группы: СУ Л , СУ ^ , СУ Л ^ и
^ г ^ пастбища пастбища+луга пастбища+саксаул
СУ
пастбища+пашня
Результаты исследования
При оценке динамики растительного покрова, обусловленной антропогенными факторами, важно выделить сезонные изменения, связанные с агрометеорологическими условиями местности, в первую очередь с годовыми атмосферными осадками (Я). Среднегодовые суммы осадков по данным метеорологических станций изменяются на исследуемой территории от 126 мм в пустыне до 626 мм в предгорье и низкогорье. Годовые осадки изменяются более чем в 1,5 раза на равнине и более чем 2 раза на всхолмленной равнине и низкогорью (рис. 5). Чтобы выявить тенденции в антропогенной динамике растительного покрова пастбищных ландшафтов, покрытых преимущественно зональной растительностью, были построены графические зависимости между проективным покрытием почвы растительностью и годовыми сум-мами осадков СУ = /(Я) за 2001.2002 гг. и отдельно за 2007.2008 гг. (рис. 6). В выборки, кроме ландшафтов с зональной растительностью, также включались ландшафты с участием пахотных земель. По агрометеорологическим условиям для роста и развития пастбищной растительности 2001 и 2008 годы условно можно характеризовать как сухие, а 2002 и 2007 годы как влажные.
76 80 | | Ыо гш;
Рис. 5. Распределение атмосферных осадков на территории Прибалхашья в 2002 году.
Графические зависимости СУ = /(Я), представленные на рис. 6, можно аппроксимировать аналитическими выражениями: Рис. 6, кривая 1 (2001...2002 гг.)
СГ = 12,1551пД-39,595 , при Я2 = 0,698; (3)
Рис. 6, кривая 2 (2007.2008 гг.)
СГ = 14,5041пД -49,583 при Я2 = 0,672; (4)
Рис. 6. Зависимость между проективным покрытием почвы растительностью (СУ, %) и годовыми осадками (Я, мм) для пастбищных ландшафтов с преобладанием зональной растительности (Алматинская область, исключая Илийскую долину) за 2001.2002гг. и 2007.2008гг.
Из анализа кривых зависимостей СУ= /(Я) представленных на рис. 6, видно, что кривая 1 (2007.2008 гг.) располагается на графике выше относительно кривой 2 (2001.2002 гг.). Величина превышения СУ
пастбища
за
2007.2008 гг. зависит от количества выпавших осадков: 1.3 % - на фоне осадков 100.250 мм, 3.5 % - 250.400 мм и более 5 % - осадков > 400 мм. Для Илийской долины превышение СУ Л за 2007.2008 гг. составляло
пастбища
от 2 до 7 % при годовых осадках 200.700 мм. Следовательно, в период 2001.2008 гг. в Алматинской области на пастбищных землях сохранялась тенденция восстановления зональной растительности со среднегодовой скоростью увеличения сезонных величин проективного покрытия 0,5 %. Рассчитанная для Илейской долины среднегодовая скорость увеличения
СУ л составляла 0,6 %. Для ландшафтов с участием пахотных земель,
пастбища ' ^ т ^
в местах обеспеченных осадками > 400 мм, скорость увеличения покрытия растительностью составляла в среднем 0,7 % в год.
С целью выявления тенденций изменения СУ для саксауловых лесов на пастбищных землях рассчитывались разности между СУ ^
г г ^ пастбища+саксаул
и СУ Л для 35 выделенных ландшафтов с участием в растительном
пастбища т г
покрове саксаула 10 % и более. Как видно в табл. 2, среднее в разности между СУ , , и СУ , изменялось от +2,7 % (участие саксаула 10.20 %)
пастбища+саксаул пастбища
до -1,9 % (участие саксаула до 50 %) с колебаниями разностей от -8 % до +13 %. При этом наибольшее число ландшафтов с саксаулом приходилось на разность СУ и СУ от 0 до -10 % для всех градаций участия
пастбища+саксаул пастбища
саксаула в растительном покрове, что указывает на то, что проективное покрытие для большинства ландшафтов с саксаулом отмечалось ниже чем для безлесных ландшафтов. Полученные результаты наглядно демонстрируют продолжавшуюся в последнее десятилетие деградацию саксауловых лесов в Прибалхашье и медленное восстановление растительности нижнего яруса на лесных вырубках. Подтверждением этому служит информация МСХ РК об уменьшении площади саксауловых лесов в Казахстане за период с 2003.2010 гг. на 213,7 тысяч га. При этом отмечается, что современные саксауловые леса часто представлены порослями кусто-образной формы на месте уничтоженных деревьев [6].
Таблица 2
Распределение пастбищных ландшафтов в зависимости от участия саксаула в растительном покрове и проективного покрытия почвы растительностью и на территории Алматинской области в 2002 г.
Участие саксаула, Всего единиц ландшафтов Разность между СУ г ^ и СУ г , % пастбища+саксаул пастбища
среднее тах тт > 10 6.10 1.5 0.-4 -5.-9 < -10
10.20 12 2,7 +8 -8 - 1 - 7 4 -25.35 13 -0,2 +13 -10 1 1 3 5 2 1 40.55 (70) 10 -1,9 +9 -8 - 2 - 4 4 -Итого 35 1 4 3 16 10 1
Аналогично для 32-х выделенных ландшафтов с участием луговой растительности оценивалась разность между СУ и СУ в срав-
г г пастбища+луга пастбища Г
нении за 2002 и 2007 годы (табл. 3). Из ее анализа видно, что среднее разности CV , и CV , за 2007 год отмечалось ниже по сравнению
пастбища+луга пастбища 1
с аналогичной разностью за 2002 год на 1.3 % для всех градаций участия луговых в растительном покрове при среднегодовом уменьшении 0,4 %. Диапазон колебаний разностей CV , и CV , составлял от -1.-4 % до
пастбища+луга пастбища
+17.+20 %. Из этого можно сделать общее заключение о продолжавшейся в последнем десятилетии деградации пойменной луговой растительности с понижением в отдельных случаях урожайности луговых травостоев до урожайности пастбищ, что подтверждается присутствием в табл. 3 нулевых и даже отрицательных значений в разностях CV Л ^ и CV Л .
пастбища+луга пастбища
Таблица 3
Динамика проективного покрытия для ландшафтов с учетом луговых в растительном покрове на территории Прибалхашья. Алматинская область,
2002.2007 гг.
Участие Единиц ландшафтов Разность СУ , + и СУ , % пастбища+луга пастбища7
луговых, 2002 г. 2007 г.
% среднее тах тт среднее тах тт
15.25 13 5,0 17 -1 4,1 11 -2
30.45 4 7,7 12 +3 5,1 10 +2
50.65 4 9,0 15 0 6,0 7 +3
> 70 14 10,5 20 -4 8,3 13 +3
Результаты количественной оценки антропогенной динамики растительности для конкретных пастбищных ландшафтов показаны на примере экспериментального полигона «Южный» в Прибалхашье (табл. 4). Оценка выполнялась путем сравнения величин общего покрытия почвы растительностью, полученных из космоса и рассчитанных как СУ
1 7 1 пастбища
по кривым, представленным на рис. 6. Для оценки также использовались результаты моделирования продуктивности растительности, полученные ранее для экспериментального полигона [21]. Из анализа табл. 4 видно, что в 2007.2008 гг. для предгорной равнины и низкогорья сохранялись положительные тенденции в восстановлении эфемерово-полынной и полынно-эфемеровой растительности. Это подтверждается близкими по величине значениями проективного покрытия почвы, полученными из космоса и рассчитанными для пастбищ как фоновые (ландшафты 78, 146, 148, 207). Потенциальный годовой прирост биомассы составляет для этих ландшафтов от 0,54 до 1,14 т/га. Относительно низкий годовой
Таблица 4
Биоэкологические показатели состояния пастбищной растительности на исследовательском полигоне «Южный» по
результатам съемок ТЕ1ША-МСЮ18 и ЬАШБАТ 2007...2008 гг.
№ ландшафта на карте Растительность, почва, рельеф ск % Надземная биомасса (годовой прирост), т/га
Космическая съемка Расчет
Пастбища + саксаул (луговые, пашня) пастбища саксаул (луговые*, пашня**) пастбища саксаул (эфемеровые)
2007 2008 2007 2008 2008 2007 2008 2007 2008
11 Полынно-солянковая с участием саксаула до 45 % на суглинистых такыровидных почвах и песках древнедельтовой равнины 17 16 18 18 -2 0,41 0,20 [0,65] (0.17) [0,65] (0,09)
14 Полынно-солянковая с участием пашни орошаемой до 80 % и саксаула до 5 % древнедельтовой равнины 30 30 23 23 +7**
42 Разнотравно-кустарниковая с эфемерами на высоких песчаных грядах 30 30 27 23 0,37 0,28 (0.12) (0,08)
44 Разнотравно-кустарниковая на припойменных выровненных песках с участием саксаула до 20 % 27 26 18 18 +8 0,41 0,30 0,16 (0.14) 0,15 (0,07)
56 Эфемерово-полынно-кустарниковая на мелкобугристых песках с саксаулом до 70 % на такыровидных почвах 27 26 19 20 +6 0,33 0,14 [0.76] (0,22) [0,70] (0.10)
57 Изенево-полынно-кустарниковая с эфемерами на мелкобугристых песках Таукум 27 26 19 23 0,41 0,32 (0.13) (0.10)
70 Терескеново-полынно-эфемеровая на мелкобугристых песках с участием саксаула до 30 % на такыровидных почвах 15 13 16 16 -3 0,21 0,18 0,07 (0,08) 0,07 (0,04)
я и ск % Надземная биомасса (годовой
я н Космическая съемка Расчет прирост), т/га
ландша<| карте Растительность, почва, рельеф Пастбища + саксаул (луговые, пашня) пастбища саксаул (луговые*, пашня**) пастбища саксаул (эфемеровые)
% 2007 2008 2007 2008 2008 2007 2008 2007 2008
72 Терескеново-полынно-еркековая с саксаулом до 10 % на мелкобугристых песках 25 25 20 23 +2 0,24 0,17 0,02 (0.10) 0,02 (0,06)
78 Эфемерово-кустарниковая и эфемерово- - -
полынная на пологих буграх песков Таукум 31 27 28 28 - 0,54 0,44 (0.12) (0,08)
94 Древесно-кустарниковая с луговыми на лу-шво-болотных почвах и кустарниково-эфе-меровая на песках в пойме р. Или 30 29 22 22 7...8*
146 Полынно-эфемеровая с эбелеком на серо-
земах светлых предгорной денудационной равнины 34 30 32 32 _ 1,14 0,68 (0,40) (0.15)
148 Эфемерово-эбелековая с полынями на су-
глинистых сероземах и песках предгорной равнины 32 27 24 26 _ 0,74 0,54 (0,26) (0.13)
149 Эфемеровая и эфемерово-полынно-солян-
ковая по залежам на сероземах светлых предгорной равнины с участием пашни 28 23 23 24 _ 0,42 0,34 (0,28) (0.18)
151 Эбелековая с эфемерами на сероземах свет-
лых предгорной равнины с участием посевов многолетних трав (житняка) до 50 % 32 28 32 29 _ 1,27 0,58 (0,20) (0.10)
207 Эфемерово-эбелековая и полынно-эфе-меровая на серо-бурых и светло каштано-
вых почвах сглаженного плоскогорья Чу-Илийских гор 33 31 34 32 0,75 0,55 (0,27) (0,20)
прирост биомассы до 0,42 т/га отмечался на ранее возделываемых, в настоящее время залежных землях, покрытых в ос-новном эфемеровой растительностью с преобладанием эбелека (ландшафт 149). Более существенные по абсолютной величине раз-ности в покрытии почвы растениями, полученные из космоса и снятые с графика на рис. 6, выявлены для менее используемых зимних пастбищ на песках покрытых разнотравно-кустарниковой растительностью, с годовым приростом биомассы от 0,37 до 0,41 т/га (ландшафты 42, 57), которые подтверждают более устойчивые тенденции в восстановлении растительности. На ранее улучшенных пастбищных землях с посевами житняка также отмечались повышенные значения проективного покрытия почвы относительно их фоновых значений СУ Л (ландшафт 151). Это свидетельствует о
т пастбища 4 т у ^
длительной (15 лет и более) сохранности пастбищ коренного улучшения с сохранением высоких величин надземной биомассы до 1,27 т/га. На пастбищах залесенных саксаулом, с его потенциальным годовым приростом от 0,07 до 0,76 т/га, понижение проективного покрытия почвы растительностью до уровня фоновых значений СУпастбища (ландшафт 56) и ниже уровня фоновых значений (ландшафты 11, 70), свидетельствует об уничтожении саксауловых деревьев на значительной площади ландшафтов. Менее пострадало саксауловое редколесье, с годовым приростом биомассы от 0,02 до 0,16 т/га, на отдаленных пустынных пастбищах (ландшафты 44, 72), что подтверждается превышением их проективного покрытия растительностью над фоновыми значениями СУ на величину от 2 до
пастбища
8 %. Для ландшафта с луговой растительностью (выдел 94) превышение СУ ^ , полученное из космоса, на величину 7.8 % над рассчитанным
пастбища+луга7 ' Г
СУ„аапбища свидетельствует об умеренной (слабой) деградации луговой растительности на данном участке поймы р. Или. Вместе с тем, по сведениям из источников [2, 14] уро-жайность естественных луговых травостоев в поймах рек Прибалхашья и других природных регионов Казахстана, в целом отмечается низкой и составляет всего 0,8.1,1 т/га, суходольных лугов 0,4.0,6 т/га. Повторяющаяся год от года величина покрытия почвы растительностью для отдельных ландшафтов, с превышением на 7 % и более фоновых величин СУ , свидетельствует о площадном
пастбища
преобладании земель с ирригацией под посевами сельскохозяйственных культур с устойчивой урожайностью (выдел 14).
Заключение
1. Выполненные в Прибалхашье экологические исследования пастбищных земель на базе цифровой информации современных космических систем ТЕКЯЛ-МОО^ и ЬЛКЭ8ЛТ позволили выявить общие тенденции деградации/восстановления растительного покрова за 2001.2008 гг., связанные с изменением антропогенных нагрузок в условиях резкого изменения природопользования и социально-экономических показателей. Оценка антропогенной динамики растительного покрова выполнена с учетом сезонной изменчивости атмосферных осадков.
2. Результаты исследований показали увеличение проективного покрытия почвы зональной растительностью, что в целом подтвердило преобладание на равнинной территории процессов восстановления над процессами деградации, в основном за счет отдаленных малоиспользу-емых пастбищных массивов. На этот период подтвердились процессы усиленной деградации саксауловых лесов Прибалхашья, о чем свидетельствует уменьшение проективного покрытия почвы растениями до величины покрытия почвы на безлесных ландшафтах и менее. В эти же годы отмечалось понижение проективного покрытия почвы луговой растительностью в поймах рек и естественно пониженных местностях, в отдельных случаях до уровня покрытия растениями пастбищ, что подтвердило процессы продолжавшейся деградации лугов в регионе.
3. Для пастбищных земель Прибалхашья впервые по материалам космических съемок 2001.2008 гг. получены сезонные величины проективного покрытия почвы зеленой растительностью, которые для пастбищных ландшафтов с преобладанием зональной растительности составили 18.42 %, ландшафтов с участием лесных экосистем (саксаульников) - 10.25 %, с участием интразональной луговой растительности - 25.40 % и с участием пашни под посевами сельскохозяйственных культур - 28.45 %. Они могут быть использованы как интегральные пространственные характеристики состояния растительного покрова в регионе под влиянием антропогенного воздействия и природных условий.
4. Определяемые ежегодно величины сезонного покрытия почвы растительностью, могут значительно пополнить информационную базу экологических показателей состояния пастбищных земель, которая традиционно включает результаты крупномасштабных полевых гео-
ботанических изысканий (видовой состав, структура растительного покрова, кормовые запасы и др.), статистические данные (нагрузка скота на площадь сельскохозяйственных земель и др.), ретро- картографические и другие материалы. Использование новых и старых экологических показателей в комплексе позволит значительно расширить возможности регулярного мониторинга пастбищных земель на значительной их площади в Казахстане с использованием информации современных космических систем и наземных данных. Результаты получены в рамках партнерского проекта К-1396р Международного Научно-технического Центра (1БТС) в творческом сотрудничестве ученых Казахстана и США при финансовой поддержке США.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Актуальные проблемы гидрометеорологии озера Балхаш и Прибалхашья // Под ред. И.И. Скоцеляса. - СПб: Гидрометеоиздат, 1995. - 254 с.
2. Алимаев И.И., Смаилов К.Ш. Пути преодоления существующих рисков в кормопроизводстве Казахстана // Климатические риски: Матер. конференции ПРООН. Алматы, Август 2012.
3. Геоботаническая карта природных кормовых угодий пустынной зоны Казахстана, М 1:2 500 000, КазГИПРОЗем, 1993 г.
4. Деградация земель под воздействием выпаса скота (карта), М 1:7 500 000 // Национальный атлас Республики Казахстан. Т. 3. - Ал-маты, 2006.
5. Закарин Э.А., Спивак Л.Ф., Архипкин О.А, Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Методы дистанционного зондирования в сельском хозяйстве Казахстана. - Алматы: 1999. - 174 с.
6. Информация к национальному докладу. Министерство сельского хозяйства РК. 2011 г.
7. Ландшафтная карта Казахской ССР, под редакцией Н.А. Гвоздец-кого, М 1:2 500 000, 1978.
8. Казахстанская модель устойчивого управления пастбищными ресурсами (на примере опыта совместного проекта Правительства РК, Глобального экологического фонда (ОЕБ), Программы развития ООН (ПРООН) и Германского общества по международному сотрудничеству (ОК) «Устойчивое управление пастбищными ресурсами для повышения благосостояния сельского населения и экологической целостности», реализованного на территории Жамбылского района Алматинской области. - Алматы: 2011. - 119 с.
9. Карта кормовых угодий Казахской ССР, М 1:1 500 000, КИО КазГИПРОЗем, 1980 г.
10. Карта растительности Казахстана и Средней Азии, М 1:2 500 000, Под ред. Е.И. Рачковской, 2005 г.
11. Карта экологического состояния природных кормовых угодий пустынной зоны Казахстана. М 1:1 2500 000. Институт «Казгипрозем».
- Алма-Ата, 1991.
12. Лебедь Л.В. Изменение кормовых запасов на пастбищах Казахстана в годы с различными агрометеорологическими условиями (по административным районам Алматинской области) // В кн. Агрометеорологическое обеспечение овцеводства Казахстана / Под ред. А. Шамена. - Алматы: 1998. - С. 340- 348.
13. Научно-методические указания по мониторингу земель Республи-ки Казахстан. // Государственный комитет РК по земельным ресурсам и землеустройству. - Алматы: 1994. - 106 с.
14. Современное экологическое состояние бассейна озера Балхаш // Монография. Под ред. Т.К. Кудекова. - Алматы: Кайнар, 2002. - 387 с.
15. Спивак Л.Ф., Витковская И.С., Терехов А.Г., Батырбаева М.Ж. Мониторинг долговременных изменений растительного покрова аридных и полуаридных зон Казахстана с использованием данных дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - Т. 8. - № 1. - 2011.
- С. 163-169.
16. Эколого-геоботаническое районирование Казахстана по степени опустынивания. М 1:10 000000 // Национальный атлас Республики Казахстан, Т. 3. - 2006.
17. Hagen S., Heilman Ph, Marset R., Torbick N., Salas W., Ravensway J. and Qi J. Monitoring vegetation cover on rangelands in the western US: Scaling from ground observation to the MODIS sensor. Remote Sensing of Environment, July, 2011
18. U.S. Geological survey: http:glovis.usgs.gov (Дата обращения 2011.2012 гг.)
19. Atmosphere Archive and Distribution: ftp://ladsweb.nascom.nasa.gov/all Data/5MCD43A4/. (Дата обращения 2011...2012 гг.)
20. Lebed L. Possible changes in agriculture under the influence of climate change in Kazakhstan // Environmental Problems of Central Asia and their Economic, Social and Security Impacts .Edited by .Qi J., Evered K. - Preceding of the NATO Advances Research Workshop. - Tashkent, Uzbekistan. 2008 - P. 149-159.
21. Lebed L., Qi J, Heilman Ph. An ecological assessment of pasturelands in the Balkhash area of Kazakhstan with remote sensing and models // Environmental Research Letters 7 2012 - Р. 25-33.
22. Qi J., Heilman Ph., Biedenbender S.H., Watson M.C., Amer S., Weltz M., Goodrich D.C. and Marsett R. Remote sensing for grassland management in the arid southwest. // Rangeland Ecology and Management. 59(5), 2006. - P. 530-540.
23. Карты Google [Электронный ресурс]. - 2012. - URL: www://maps. google.ru/maps./h. (Дата обращения 2010.2011 гг.)
ГАРЫШТЬЩ МЭЛ1МЕТТЕР НЕГ1З1НДЕ БАЛХАШ МАЦЫНДАГЫ ЖАЙЫЛЫМ ЖЕРЛЕРДЩ ЭС1МД1К ЖАМЫЛГЫСЫНЬЩ АНТРОПОГЕНД1К ДИНАМИКАСЫН БАГАЛАУ
Казащстандагы вткен жэне кэз1рг1 ЖYЗжъlлдъщта болган, экономикалъщ дагдарыс табигатты щолдануда айтарлыщтай взгерттер енг1зд1. АнтропогендЫ жуктемемц м1нездемеа мен дэрежестде взгер1стер осыдан пайда болды. Климаттыц жылынуы жэне аумащ аридациясыныц табиги ландшафтардыц
экологиялыщ жагдайына айтарлыщтай щолтанба щалдырды, б1р1ншг кезекте вамдш жамылгысына. Мащалада осы замагы Landsat и Terra-Modis гарыш ЖYйелерi нег1зтде алынган Балщаш мацы аумагындагы антропогендт фактордыц эсертен жайылым жерлердiц вамдт жамылгысы 2001...2008 жж. арасындагы динамикасын багалаудыц кейбiр нэтижелерi келтiрiлген. Зерттеулер ауылшаруашылыщ жэне вндiрiстiц басща салаларындагы тугыр-дагдарыс мерзiмi туращталган жэне экономикалыщ кврсеткштер все бастаган кезде ЖYргiзiлдi. Нэтижелер, АКЩ щаржылыщ щолдауымен, Цазащстан жэне АКЩ галымдарыныц шыгармашылыщ ынтымащтастыгы, Халыщаралыщ Fылыми-техникалыщ Орталыщтыц (ISTC) К-1396р сержтестж жоба шецберiнде алынды.
Поступила 01.11.2012
Профессор
Геогр. гылымд. канд.
Геогр. гылымд. докторы
Ph.D.
Л. Лебед М. Ибрагимов З. Токпаев А.В. Чередниченко Т. Шестакова Е. Царева Ф. Хейлман Дж. Чи С. Хаген
