Оценка деградации пашни с применением ГИС-технологий

2) дегумификация почв;

3) потери плодородного слоя в результате водной эрозии на склоновых участках;

4) потери плодородного слоя в результате ветровой эрозии (дефляции);

5) потери плодородного слоя при обработке почв.

Такие способы позволяют получить пространственные данные о состоянии почв и выявить основные характеристики участка пашни. Для Волгоградской области актуально как выделение и картографирование участков, отведенных под пашню, так и установление их фактического состояния на момент исследования.

Литература:

1. Воробьев, А. В., Денисова Е. В., Акутнева Е. В. Влияние удельных показателей кадастровой стоимости земель сельскохозяйственного назначения на формирование налогооблагаемой базы в границах поселений Волгоградской области // Наука и бизнес: Пути развития. - 2013. - № 12 (30). - С. 5-9.

2. Воробьев, А. В. Землеустройство и кадастровое деление Волго-градской области: справочное издание / А. В. Воробьев. - Волгоград: Станица-2, 2002. - 92 с.

3. Кулик К. Н., Юферев В. Г. Компьютерное математико-картографическое моделирование агролесоландшафтов на основе аэрокосмической информации // Доклады Российской академии наук. - 2010. - № 1. - С. 52-54.

4. Рулев, А. С. Геоинформационное картографирование и моделирование эрозионных ландшафтов / А. С. Рулев, В. Г. Юферев, М. В. Юферев. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2015. - 150 с.

5. Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии по Волгоградской области [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://

rosreestr.ru/wps/portal/p/cc_ib_other_lines_activity/cc_ ib_gos_monitor_land.

6. Шуравилин, А. С., Денисова, Е. В., Ракитина Н. В. Выявление изменений в структуре земельного фонда Волгоградской области, как одно из условий эффективного управления земельными ресурсами // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2014. - № 6. - С. 39-44.

7. Denisova E. V., Silova V. A. The current state analysis of the agro-forest landscape components based on the geoinformational systems usage / E. V. Denisova, V. A. Silova // To cite this article: E V Denisova and V A Silova 2019 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 315 052062.

GEOINFORMATION ANALYSIS OF ARABLE LANDS OF THE FERTILE BLACK SOILS ZONE OF THE VOLGOGRAD REGION

E. V. Denisova, candidate of geographical sciences, denisova-e@vfanc.ru - FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia

A saving of natural properties of a land e.g. the properties of fertility is becoming one of the important problems not only in our country, but also in the whole world. This makes it necessary to revise the existing approaches of solving the problem of protection and rational use of land fertility. The fertile black soils zone of the Volgograd region is specific for agricultural use. Degradation processes of different origin, lead to the destruction of not only individual components, but also the entire agricultural landscape. A significant proportion of arable land of the fertile black soils zone is a subject of erosion and deflation (47% and 91%, respectively). The use of modern research techniques such as GIS technology will provide objective and reliable information about each specific area of arable land for each natural zone of the Volgograd region.

Key words: geoinformation systems, degradation, land resources, arable land, fertility, land, erosion

УДК 631.6.02 DOI 10.34736^^.2019.107.4.005

ОЦЕНКА ДЕГРАДАЦИИ ПАШНИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

В.А. Силова, научный сотрудник, viktoriatem@mail.ru -ФНЦ агроэкологии РАН, Россия, Волгоград

На территории Волгоградской области, на нижней Волге по левому берегу Дона, проведена оценка состояния пашни с использованием комплекса ГИС-технологий и данных дистанционного зондирования. Научный подход, включающий типовые методики по агролесомелиорации и оценка структуры сельскохозяйственных земель региона исследований отражают, что территория находится в неблагоприятных почвенно-климатических условиях. Это влечет за собой развитие негативных деграда-ционных процессов (дефляция, эрозия, вторичное засоление, поднятие уровня грунтовых вод и т. д.),

снижение урожаев сельскохозяйственных культур, потерю продуктивности пашни. Результаты анализа выполненных исследований на территории региона дают возможность установить дешифро-вочные признаки основных сельскохозяйственных угодий и лесных насаждений. Площадь региона исследований занимает 7888,04 га, треть территории пахотных угодий находится в неудовлетворительном состоянии и требует использования особого подхода по восстановлению агролесоландшафтов.

Ключевые слова: агролесоландшафт, лесные полосы, пашня, сельскохозяйственные угодья, деградация

Благодаря современным технологиям определение состояния ландшафтов возможно на основе геоинформационных систем. Оценка динамики деградационных процессов сельскохозяйственных угодий является важной задачей, выполнение которой создаст условия для устойчивого состояния агролесоландшафтов.

На основании материалов выдающихся ученых Кулика К.Н., Рулева А.С., Юферева В.Г. можно сделать вывод о том, что современные ГИС выполняют ряд аналитических функций, таких как расчет площадей, построение контуров, длин, периметров, площадей поверхностей, объемов объектов [1, 2].

Целью работы является исследование состояния

сельскохозяйственных угодий в долине р. Дон и на основе аэрокосмических данных выявление качества почвы.

Материалы и методика исследований. Территория исследований расположена на левом берегу р. Дон в районе песчаного массива «Голубин-ские пески».

Возможность применения дистанционных методов для оценки состояния почвы определяется изменением тона почвы при изменении её свойств и характерных особенностей. Тон почвы отражает общую информацию о составе и качестве почвы, а также позволяет косвенно определить количество веществ в почве (рисунок 1).

Рисунок 1 - Дробная оценка состояния пашни 1 - темный тон почвы

Космоснимки являются богатым источником информации о деградации почв. Даже в слабо расчлененных равнинных агроландшафтах материалы аэрокосмических съемок дают возможность фиксировать малозаметные проявления смыва, локализовать ареалы активизации процессов деградации, дефляции и засоления (заболачивания) пашни.

Содержание гумуса в горизонах почв отражается видимым возрастанием величины фототона изображения, уровень которого выражается, в том числе, и содержанием гумуса.

Эта зависимость имеет ограниченные значения как по содержанию гумуса от 0 до 100%, так и по фототону от 0 (отвечает черному цвету в шкале серого) до 255 (равный белому).

В классификации деградации почв используется четырехуровневая градация: бедствие, кризис, риск и норма (таблица 1). Описание участка значительно облегчает компьютерную обработку (подсчет площади участка, процентного участия и площади деградированных почв).

Таблица 1 - Показатели уровня деградации агроландшафта, определяемые по результатам дешифрирования космоснимков

Уровень деградации Уменьшение содержания гумуса в профиле почвы, % от исходного

Норма < 10

Риск 10 -40

Кризис 41 - 80

Бедствие > 80

На космоснимках анализируется фототон и контур фотоизображения земель, выделяются однородные и неоднородные по тону контуры. Контуры с недеградированными почвами характеризуются однородным темным фототоном (от 30 до 80 ед. по шкале серого тона) и соответствуют на местности участкам с несмытыми почвами [5].

Методика контрастного выделения уровней деградации различными цветами использовалась с учетом принятой шкалы деградации, которая позволяет в различных режимах выявлять границы и положение участков с различными уровнями деградации, а также обосновать предложения по агролесомелиоративному обустройству ландшафтов [3].

Современное состояния агролесоландшафтов было установлено по анализу цифровой модели ландшафта, представляющих собой совокупность растровых, векторный слоев, атрибутов и цифровой модели местности на основе данных SRTM.

Результаты и их обсуждение. Рассматриваемая территория представлена сельскохозяйственными угодьями, общей площадью 7888,041 га, такими как пашня, залежь и полезащитные лесные полосы. Геоинформационная оценка космоснимков позволила отразить структуру пахотных угодий и лесных полос. При анализе отображается гранулометрический состав почв, содержание гумуса, рельеф, рас-паханность и смытость исследуемого участка (рисунок 2) [4].

Рисунок 2 - Схема деградации пашни на тестовом участке

Большая часть состояния почвы пахотных земель, а именно 37% или 2737,02 га, имеет уровень деградации «риск»; 2101,74 га (29%) - «кризис»; почва уровня «норма» представлена на 20% территории, это - 1468,08 га; 14% или 1044,31 га находятся в худшем состоянии, так как потеряли больше 80% плодородного слоя, они отнесены к уровню деградации «бедствие» (рисунок 3).

В ходе анализа было выявлено, что 536,882 га были заброшены и выведены из оборота. Общая площадь пашни составила 7351,16 га и представлена 36 полями, разными по величине, средний размер которых составляет 245,04 га.

При анализе состояния деградации почв каждого из участков пашни на исследуемой территории выявлено, что на 17 полях уровень деградации гумуса имеет наибольшую степень «риск», на 11 полях - большую степень деградации «кризис», на 2 полях - степень деградации «норма» (рисунок 4).

Заключение, выводы. Большие площади распаханных полей в условиях недостаточной защищенности ландшафтов от ветровой эрозии являются потенциально предрасположенными к дефляции, что приводит к снижению продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Оценка, основанная на геоинформационных технологиях, позволяет проводить анализ изменений в ландшафтах по левому берегу Дона, дает возможность установить закономерности изменения характеристик ландшафтных объектов и осуществить прогноз их состояния.

Литература:

1. Иванов А.Л., Кулик К.Н., Барабанов А.Т. Система адаптивно-ландшафтного земледелия Волгоградской области на период до 2015 года / Волгоград: ИПК ВГСХА «Нива». - 2009. - 304 с.

2. Кулик К.Н. Развитие агролесомелиоративной науки в России // Известия Нижневолжского агроуниверситет-ского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - №3 (35). - С.12-19.

3. Рулев А.С. Ландшафтно-географический подход в агролесомелиорации / А.С. Рулев. - Волгоград: ВНИАЛМИ. - 2007. - 160 с.

4. Силова В.А. Оценка качественного состояния агро-ландшафтов по земельно-оценочным районам Волгоградской области // Московский экономический журнал.

бедствие  крнзнс риск  норма

Рисунок 3 - Структура уровней деградации пахотных угодий

- №4. - 2018. - С. 111-116.

5. Юферев В. Г., Кулик К.Н., Рулев А.С. Геоинформационные технологии в агролесомелиорации. - Волгоград: Изд-во ВНИАЛМИ. - 2010. - 102 с.

ASSESSMENT OF AGRICULTURE DEGRADATION WITH THE USE OF GIS TECHNOLOGIES

V.A. Silova, scientific researcher, viktoriatem@mail.ru -FSC of Agroecology of RAS, Volgograd, Russia

An assessment of arable land was carried out on the territory of the Volgograd region at the Lower Volga on the left bank of the Don using a complex of GIS technologies and remote sensing data. The scientific approach, including standard methods for agroforestry and the assessment of the structure of agricultural lands of the studied region shows that the territory is in adverse soil and climatic conditions. This entails the development of negative degradation processes (deflation, erosion, secondary salinization, rising groundwater levels, etc.), a decrease in crop yields, and loss of arable land productivity. The performed researches and analysis of the studied region territory make it possible to establish decription signs of the main agricultural lands and forest plantations. The area of the studied region occupies 7888.04 ha, one third of the arable land is in unsatisfactory condition and requires the use of a special approach to restore agroforestry.

Key words: agroforestry, forest belts, arable land, agricultural land, degradation.

О

о

участки пашни  бедствие  кризис риск  норна

Рисунок 4 - Структура уровней деградации участков пашни