Влияние антропогенного фактора на увеличение площади засоления почв Кура-Араксинской низменности на основе обработки аэрокосмической информации

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА НА УВЕЛИЧЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЗАСОЛЕНИЯ

ПОЧВ КУРА-АРАКСИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ НА ОСНОВЕ ОБРАБОТКИ _АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ_

Нагиев П.Ю.

Институт Космических Исследований Природных Ресурсов им. акад. Т.К.Исмаилова,

Национальное Аэрокосмическое Агентство Баку, Азербайджан DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2019.7.61.55

INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC FACTOR TO THE INCREASING OF THE SOILS

SALINIZATION SQUARE OF KURA-ARAKS LOWLAND ON THE BASIS OF AEROSPACE

INFORMATION PROCESSING

Nagiyev P. Y.

Institute of Space Research of Natural Resources named after acad. T.K.Ismayilov,

National Aerospace Agency, Baku, Azerbaijan

В статье рассматривается влияние антропогенного фактора на увеличение площади засоления почв территории Кура-Араксинской низменности на основе обработки аэрокосмических снимков 1987г. и ИСЗ «LANDSAT-TM» 1998г и «SPOT-6» 2018г. с помощью ГИС технологий.

Установлено, что за прошедшие 31 год с 1987 по 2018гг. в результате влияния антропогенного фактора и несоблюдения агромелиоративных мероприятий на сельскохозяйственных угодьях и плохого состояния коллекторно-дренажной сети на некоторых участках Кура-Араксинской низменности мелиоративное состояние почв ухудшилось. Площадь средне засоленных почв увеличилась на 92,2 тыс.га, силь-нозасоленных почв и солончака на 143,8 тыс.га. Площадь незасоленных и слабозасоленных почв уменьшилась на 236 тыс.га.

Для борьбы с засолением почв сельскохозяйственных угодий и улучшения мелиоративного состояния почв исследуемой территории даны агромелиоративные мероприятия.

The article influence of the anthropogenic factor to the increasing of the soil salinization square of Kura-Araks lowland territory on the basis of the aerospace images processing in 1987 and from "LANDSAT-TM" in 1998 and "SPOT-6" in 2018 the artificial satellites of the Earth by help of GIS technology is considered.

It is established that during 31 years passed from 1987 to 2018 as a result of the influence of the anthropogenic factor and not-keeping of agromeliorative measures on agricultural lands and bad condition of the collector-drainage net, on the some areas of the Kura-Araks lowland meliorative condition of soils is degraded. Square of middle saline soils increased to 92.2 thousand hectares, high saline soils and solonchak to 143.8 thousand hectares. Square of not saline soils and weak saline soils decreased by 236 thousand hectares.

For struggle with soils salinization of agricultural land and improvement of meliorative conditions of soils on researched territory agromeliorative measures are given.

Ключевые слова: сельскохозяйственные угодья, Кура-Араксинская низменность, засоление почв, космические изображения, «LANDSAT-TM», «SPOT-6», коллекторно-дренажная сеть.

Key words: agricaltural lands, Kur-Araks lowland, soils salinization, space images, «LANDSAT-TM», «SPOT-6», collector-drainage net.

Территория Азербайджанской Республики расположена в восточной части Закавказья и включает области Большого и Малого Кавказа. Общая площадь республики составляет 8641,5 тыс.гектар, около 40% земельной площади составляют равнины, остальные 60% предгорные и горные территории. Несмотря на небольшую площадь, республика обладает разнообразными природными условиями и богатыми естественными ресурсами.

Низменности Азербайджана занимают важное место в экономике республики. Здесь размещены основные районы хлопководства республики. Большие площади выделены также под зерновые культуры и виноградарство. Кроме того, они представляют собой интереснейший объект в природном и мелиоративном отношении.

Низменную зону Азербайджана в геоморфологическом отношении можно рассматривать как бывший обширный мелководный залив каспийского моря, который существовал еще в доисторическое время. Сейчас эта часть республики характеризуется как равнина, образованная аллюви-ально-пролювиальными конусами, вложенными в делювиально-пролювиальные террасы. Центральная область Кура-Араксинской низменности представляют собой аллювиальное образование рек Куры и Аракса. Территория Кура-Араксинской низменности имеет сухой субтропический климат, где испаряемость (1000-1100 мм) в значительной степени превышает годовую сумму атмосферных осадков (250-300 мм).

Космические исследования составляют широкое использование метода многозональной съемки,

при которой получают одновременно серию снимков в нескольких узких зонах спектра. Это позволяет улавливать на снимках различия в спектральной яркости изучаемых территории и таким образом дает принципиально новую информацию о них, способствуя повышению надежности дешифрирования.

Многократное и регулярное повторение космических съемок открывает возможности для изучения динамики и для оперативного картографирования природных объектов и явлений, сельскохозяйственной и естественной растительности, использования земель, антропогенных нарушений и т.д.

В настоящей работе приводятся результаты дешифрирования аэрокосмических снимков 1987г.,

цифровой обработки космических снимков с ИСЗ "ЬАМЭ8АТ-ТМ" в 1998г., "8РОТ-6" 2014г. и "8РОТ-6" 2018г.

В 1987г. на территории Кура-Араксинской низменности институтом космических исследований природных ресурсов была осуществлена аэросъемка многозональным фотоаппаратом МКР-6. Средняя спектральная чувствительность снимков составляла 480нм, 540нм, 600нм, 720нм, и 820нм, а также собран космический фотоматериал (СОЮЗ-39) этой территории. На основании аэрокосмических данных проведено камеральное и полевое дешифрирование и составлена карта сельскохозяйственных угодий Кура-Араксинской низменности в масштабе 1:50000 (рис.1).

Рис 1. Карта сельскохозяйственных угодий Кура-Араксинской низменности

Из рис.1 видно, что на карте сельскохозяйственных угодий исследуемой территории наряду с пашнями и другими объектами встречаются также сильно засоленные почвы и солончаки.

В 1989 г. в Москве на ВДНХ СССР проходила тематическая вставка «Космическая оперативная система СССР - народному хозяйству», подготовленная павильоном "Гидрометрология". На этой выставке была продемонстрирована вышеназванная карта, составленная кандидатом сельскохозяйственных наук П.Ю. Нагиевым, и согласно постановлению № 204-Н Главного Комитета ВДНХ СССР от 4 мая 1989 г. получившая серебряную медаль.

В 1998г. была осуществлена космическая съемка территории Азербайджана с искусственного спутника Земли (ИСЗ) "ЬАКБ8АТ-ТМ" в диапазоне 0,40-0,52мкм, 2,08-2,35мкм, 10,40-12,50мкм, проведена их цифровая обработка. По результатам обработки космических изображений с использованием ГИС технологий была подготовлена электронная карта сельскохозяйственных угодий Азербайджана. При составлении карты засоления почв

исследуемой территории в первую очередь на карту засолении почв была перенесены сильнозасолен-ные почвы и солончаки. Во вторую очередь были определены незасоленные и слабо засоленные участки.

Проведенная нами солевая съемка показывает, что количество солей на образцах почв из участка в пашни Кура-Араксинской низменности колеблется в пределах 0,18-0,40%, что характеризует незасо-ленные и слабо засоленные участки. Поэтому на карте сельскохозяйственных угодий пашни (зерновые, хлопок, сады, виноградники и др. культуры) относят на карте засолений к незасоленным и сла-бозасоленным почвам. После это нами на территории Кура-Араксинской низменности определяется площадь распространения среднезасоленных почв.

Почвенные исследования показывают, что среднезасоленные почвы встречаются в основном на выгонах, между сильнозасоленными и слабоза-соленными почвами. Для уточнения распространения средне-засоленных почв были взяты почвенные образцы с места для определения количественного содержания солей.

По результатам анализов водной вытяжки были определены участки среднезасоленных почв Кура-Араксинской низменности и перенесены на карту засоления почв исследуемой территории. Таким образом, используя карту сельхозугодий, подготовленную с помощью цифровой обработки космических изображений, нами был предложен метод

составления карты засоления почв Кура-Араксин-ской низменности.

На основании обработки космических снимков ИСЗ "ЬАМЭ8АТ-ТМ" в 1998г. с использованием ГИС-технологий была составлена карта засоления почв Кура-Араксинской низменности (рис.2).

Рис 2. Карта засоления почв Кура-Араксинской низменности

Из карты засолений почв 1998г. видно что за период в 11 лет на Кура-Араксинской низменности площадь сильно засоленных почв и солончака значительно увеличилась.

В 2018г. с помощью ИСЗ "8РОТ-6" была снята территория Азербайджанской республика в диапазоне 0,50-0,59мкм, 0,61-0,68мкм и 0,79-0,89мкм. По результатам цифровой обработки подготовлена карта сельскохозяйственных угодий исследуемой территории

Рис 3. Карта засоления почв Кура-Араксинской низменности

Из карты засоления почв 2018 г. видно, что на исследуемой территории площадь засоления почв в течение 20 лет, прошедших с 1998 г., значительно увеличилась. Причиной увеличения засоления в основном является плохое состояние коллекторно-дренажной сети. Коллекторно-дренажные системы Кура-Араксинской системы, построенные в 19341958гг. уже устарели и потеряли рабочую силу. Сегодня необходимо их реконструировать.

Эксплуатационный срок мелиоративных конструкций по принятым нормам предусмотрен на 35-40 лет. На сегодняшний момент срок эксплуатации коллекторно-дренажной сети на территории многих районов Кура-Араксинской низменности истек. Поэтому эта сеть не может работать на полную проектную мощность. Отмеченное обстоятельство приводит к повторному процессу засоления исследуемой территории. Значительно ухудшается мелиоративное состояние земельных ресурсов.

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 4 (61), 2019 В табл. 1 показано изменение мелиоративного состояния почв Кура-Араксинской низменности по

Из таблицы видно, что на исследуемой территории площадь незасоленных и слабо засоленных почв за период с 1998г. по 2018г. уменьшилась на 236 тыс. га , площадь средне засоленных почв этот же период увеличилась на 92,2 тыс.га, а сильно засоленных почв и солончака увеличилась на 143,8 тыс.га.

Следует отметить, что увеличение засоления почв Кура-Араксинской низменности за указанный период (1987-2018 гг.) в основном связано с плохим состоянием некоторых участков коллекторно-дре-нажной сети, а также несоблюдением агротехнических и агромелиоративных мероприятий на исследуемой территории.

Для предотвращения процесса засоления, а также улучшения развития растений самым важным условием является правильное проведение чередования посевов на пашнях.

Проведенных опыты показали, что выращивание бобовых культур, в частности люцерны, значительно улучшает почвенную структуру. Это вид растений покрывает поверхность почвы, что и защищает поля от избыточного испарения.

Корневая система люцерны достигает 1-1,5 метров глубины. Почвы, засеянные люцерной, обладают высокой степенью поглощения благодаря специфике его корневой системы. При правильно проведенной поливке впитывание почв на таких поля благоприятствует понижению уровня грунтовых вод на этих площадях, что дает возможность улучшения физико-химических свойств почвы. Накапливаются химические элементы, особенно азот, которые являются питательными элементом для почвы. Посевы в последующие годы на этих почвах дают более богатый урожай.

Проверка мною в 2018г. экологического состояние Кура-Араксинской низменности показала, что коллекторно-дренажная система, разрушена. Во многих местах произошло разрушение стенок дренажа, также внутри появились заросли камыша и другой водолюбивой растительности. Такое положения привело к повышению уровня грунтовых вод до 1,5 м, а в некоторых местах даже до 1м, что и является причиной роста засоления на этих почвах. Таким образом, этот показатель превысил критиче-

результатам космических снимков (1987г., 1998г., 2018 г.).

скую отметку, происходит большое количество испарения, что приводит к миграции верхнего слоя почвы, то есть опустыниванию

Для предотвращения процесса засоления Кура-Араксинской низменности следует правильно выполнять нижеприведенные агромелиоративные мероприятия:

1. на пашнях соблюдать агротехнические правила.

2. контролировать течение воды коллекторно-дренажный сетей.

3. повсеместно провести очистку коллекторно-дренажной сети и углубить ее до проектной отметки 3м.

4. по обоим берегам поливочных каналов посевных площадей провести 1 и 2-рядную лесополосы.

5. проводить промывку солончаковых участков на фоне временного дренажа.

Для улучшения развития растений самым важным условием является правильное чередование посевов на пашнях. Выращивание бобовых культур, в частности люцерны, способствует накоплению химических элементов, особенно азота, которые являются питательным элементом для почвы.

Литература

1. Волобуев В.Р. Генетическая форма засоления почв Кура-Араксинской низменности. Изд. АН Азербайджанской ССР, Баку, 1965г., 238 стр.

2. Гонин Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов. Ленинград: Недра, 1980 г.

3. Мехтиев А.Ш., Нагиев П.Ю.,и др. Картографирование засоленных земель и водной поверхности по результатам комплексного аэрокосмического эксперимента "ГЮНЕШ-84". Журнал «Исследование Земли из Космоса». Москва, 1988, №1, стр.66-74.

4. Гасанов С.Т. Дренаж, отчеты, проектирование и эксплуатация. Изд. Баку-«Наука»-2009, 234 стр.

5. Нагиев П.Ю. Динамика засоления почв Кура-Араксинской низменности на основе космических изображений и меры борьбы с ним. Польский научный журнал, 2018 г., март, стр.16-21.

Засоление почв Кура-Араксинской низменности

№ Степень засоления Площадь, тыс.га

1987 г 1998 г 2018 г

1 Незасоленные и слабозасоленные 1019,0 894,2 783,0

2 Средне засоленные 520,8 545,1 613,0

3 Сильно засоленные и солончак 266,5 367,0 410,3