МОНИТОРИНГ БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА «АСКАНИЯ-НОВА» МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

В начале 70-х годов XX века в СССР начала выполняться программа комплексных космических экспериментов, по которой синхронно проводилась съемка заранее намеченных ключевых участков со спутников, самолетов и наземно для разработки комплексной методики получения и обработки оперативной информации о состоянии природных объектов. Для этой цели наиболее подходили биосферные заповедники, ибо только они располагали достаточно длинными (более 15 лет) хронорядами наблюдений по разнообразным параметрам. На первом этапе исследований для аэрокосмического мониторинга было отобрано 34 заповедника, два из них расположены на Херсонщине – «Аскания-Нова» и Черноморский. Аэрокосмическая съемка территории нашtго заповедника начата еще в 1971 г., но результаты ее лишь частично отражены в некоторых работах Б.В. Виноградова [2, 3].
В 1988 г. по инициативе Всесоюзного научного центра «Аиус-агроресурсы» (Москва) с Украинским научно-исследовательским институтом животноводства степных районов «Аскания-Нова», в подчинении которого находился в то время заповедник, был составлен Договор на выполнение исследований по оценке его земельных ресурсов методами дистанционного контроля. Начатые работы не были завершены из-за методических трудностей дешифрирования естественной травянистой растительности, а также последовавшего вскоре распада СССР.
К возобновлению исследований по этому современному и перспективному направлению мы вернулись в 2001 году, заключив Договор «О научном и техническом сотрудничестве по внедрению в Украине современных информационных технологий по вопросам охраны и возобновления природных ресурсов» между Биосферным заповедником «Аскания-Нова» им. Ф.Э. Фальц-Фейна, Международной Ассоциацией «Украинский Центр Менеджмента Земли и Ресурсов» (УЦМЗР) и Мичиганским институтом исследований окружающей среды (EPIM).
Для начала работы заповедник получил несколько космических снимков, выполненных из американских спутников Landsat 4 и Landsat 7. Некоторая информация об исследованиях уже доложена на IY Международной конференции о геоинформационных технологиях [8].
Анализ структуры изображений на космических снимках показывает, что без точных сведений по истории природопользования заповедной территории, полученной наземными методами, как то: места и площади выкашивания травостоя, степных пожаров, отложения мелкозема во время пыльных бурь, затопления депрессий и др., конкретных лет с выдающимися аспектами отдельных видов, изменений сезонной окраски доминантов травянистых растений, севооборотов в агроценозах и проч., разработать безупречную методику дешифрирования изменчивой травянистой растительности степи вряд ли удастся.
Опыт 80-х годов показал, что контуры степной растительности на уровне формаций достаточно хорошо выделяются, если до космо- и аэросъемок участок определенное время не постигали перечисленные выше катаклизмы, в противном случае один и тот же растительный контур (частично скошенный, сожженный или переувлажненный), имея разное альбедо, передается с разным цветовым изображением пикселей. Представляют интерес снимки, сделанные с интервалами в 10 лет с разрешающей способностью до 10 м в 1 см.
Августовские космические снимки отражают ситуацию в период летнего полупокоя степной растительности. В это время сильнее всего степь желтеет в низинах, где доминируют корневищные злаки и осоки, т.е. превалирует луговой тип растительности. Поэтому контуры травостоя днищ депрессий разного размера просматриваются наиболее четко, а в Большом Чапельском поду видно даже чередование луговой, лугово-степной и степной растительности: от округлого днища долины (луг) вверх по склонам расходятся кольца остальных типов.
Специальная программа позволяет определить и уточнить площадь любого явления: природного ядра, выкашиваемых, сгоревших, залитых талыми водами участков, осуществлять объективный контроль за соблюдением лимитов использования ресурсов, а также выделять пострадавшие от различных катаклизмов территории не только в текущем году, но и за весь предыдущий период космического мониторинга.
Скошенные площади имеют абрисы геометрических фигур – квадраты, треугольники, прямоугольники и др., а также менее интенсивную по сравнению с фоном окраску вследствие оголения почвы после изъятия надземной фитомассы.
Пострадавшие от огня затемненные участки выделяются плавными линиями контуров неправильной конфигурации. Если пожар случился незадолго до съемки, то интенсивность окраски такого контура максимальная. Следует указать, что пожары в заповедной степи происходят довольно часто [1]. На снимке 2000 г. четко видны площади всех пожаров на 6-летнюю глубину, т.е. до 1994 г. Наземными многолетними исследованиями доказано [4, 5, 6, 7], что постпирогенная демутация растительного покрова сухих степей южной Украины достаточно длительный процесс. Так, для восстановления биоты цветковых, продуктивности фитоценозов водоразделов, склонов и подов, накопления в них мортмассы, стабилизации хода семеноношения господствующих злаков и проч. требуется не менее 10 лет. Моховый и лишайниковый покровы возобновляются еще дольше.
Участки с наиболее дигрессированной овечьим выпасом 35 лет тому назад (бывшие Товарчийская овцеферма, Бакир и др.) мезофитной растительностью все еще выделяются на общем фоне отдельными пятнами.
Как на географической карте, прекрасно читаются: контуры природного ядра, залежей, влажные балки и поды, богарные и поливные (круговые выделы) сельскохозяйственные угодья, древесная растительность парков, искусственные водоемы, старые дороги, заросшие степной растительностью дороги, опашки вокруг заповедной степи.
Творческое сотрудничество между коллективами заповедника и УЦМЗР позволяет отработать и усовершенствовать некоторые методы дешифрирования объектов живой и неживой природы степной зоны, осуществлять оперативный сбор и контроль за ординарными и аномальными событиями в пределах особо охраняемых территорий, и в перспективе обеспечит создание базы объективных данных для прогнозирования спонтанного хода природных явлений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Веденьков Е.П. Постпирогенная динамика растительности заповедной степи «Аскания-Нова» // Труды Междунар. конф. «Rezumatele lucrarilor Simpozionului jubilar»  «Reservatia naturala», «Codrii». – Сomuna Lozova? 1996. – С. 185-188.
2. Виноградов Б.В. Биосферные заповедники как подспутниковые ключевые участки для комплексных космических экспериментов // Итоги и перспективы заповедного дела в СССР. – М.: Наука, 1986. – С. 140-152.
3. Виноградов Б.В. Аэрокосмические исследования состояния заповедников // Заповедники СССР – их настоящее и будущее. Часть 1. – Новгород, 1990. – С. 39-41.
4. Дрогобыч Н.Е. Влияние выкашивания и пожара на урожай семян типчака в Биосферном заповеднике «Аскания-Нова» им. Ф.Э. Фальц-Фейна // Заповідна справа в Україні. – Чернівці, 1995. Т.1. – С. 12-14.
5. Дрогобыч Н.Е. О причинах элиминации популяции Stipa capillata L. в Причерноморских степях // Степи Евразии: Материалы Международного симпозиума.  – Оренбург, 1997. – С. 63-64.
6. Дрогобич Н.Ю. Вплив антропопресії на продуктивність тирсового угруповання асканійської цілини // III-і наукові читання пам’яті Й.К. Пачоського. Заповідна справа: стан, проблеми, перспективи. – Херсон, 1999. – С. 62-65.
7. Дрогобыч Н.Е. Постпирогенная динамика надземной фитомассы степных фитоценозов Причерноморья // Степи Евразии – стратегия сохранения природного разнообразия и степного природопользования в XXI веке: Материалы Международного симпозиума. – Оренбург, 2000. – С. 63-64.
8. Придатко В.И., Ищук А.А., Потапенко Л.С., Штепа Ю.Н. Результаты выполнения проекта по созданию пилот-ГИС для целей мониторинга экосистем и сохранения биоразнообразия в Азово-Причерноморье (версия 2) // Геоинформационные технологии в управлении территориальным развитием. – Ялта, 2001. – С. 1-10.