ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДИНАМИКУ ПАСТБИЩ ПРИЭЛЬТОНЬЯ (ВОЛГОГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ)

EVALUATION OF FACTORS DETERMINING THE DYNAMICS OF ELTON-LAKE'S PASTURES (VOLGOGRAD REGION)

С.С. Шинкаренко¹, С.Н. Канищев²

S.S. Shinkarenko¹, S.N. Kanischev² 

¹ Всероссийский научно-исследовательский агролесомелиоративный институт

(Россия,  400062, г. Волгоград, пр. Университетский, 97)

² Волгоградский государственный университет

(Россия, 400062, г. Волгоград, пр. Университетский, 100)

¹All-Russian Scientific-Research Agrosilvicultural Institute

(Russia, 400062, Volgograd, Universitetsky, 97)

²Volgograd State University

(Russia, 400062, Volgograd, Universitetsky, 100)

e-mail: vnialmi@bk.ru, gik@volsu.ru

На основании данных дистанционного зондирования Земли получены значения нормализованного вегетационного индекса (NDVI) для пастбищ Приэльтонья за период 1985-2014 гг. Анализ относительной изменчивости NDVI, динамики атмосферных осадков и температуры показал, что для Эльтонского и Джаныбекского ландшафтных районов преобладающим фактором, влияющим на значения вегетационного индекса, является количество осадков, выпадающее в холодное полугодие.

The values of the normalized vegetation index (NDVI) for Elton-Lake's pastures during the period 1985-2014 years were received on the basis of remote sensing data. Analysis of the relative variability NDVI for Elton and Dzhanybek landscapes, the dynamics precipitation and temperature showed that predominant factor influencing the vegetation index value is the amount of precipitation in the cold season. 

До середины ХХ века территория Приэльтонья использовалась в качестве летних пастбищ. Целинная кампания 1954-1963 гг. оказалась самым мощным фактором деградации почв и потери ландшафтно-биологического разнообразия. В настоящее время основной формой природопользования в окрестностях Эльтона является животноводство, практически вся пашня уже не возделывается, на этих землях протекают процессы демутации Восстановление растительности, наблюдаемое на территории Юго-востока Европейской части РФ в конце ХХ в., во многом обусловлено климатическим и антропогенным факторами. Ослабление засушливости в конце 1980 – начале 1990 гг. с одной стороны, снижение поголовья скота и повсеместное сокращение посевных площадей, с другой, обеспечили сукцессионные процессы. [3, 7].

Для оценки динамики ландшафтов наряду с наземными методами исследований применяются и дистанционные [4, 6]. Одним из методов оценки состояния ландшафтов на основе спутниковых данных является анализ нормализованного вегетативного индекса (NDVI), рассчитываемого по мультиспектральным данным ДЗЗ [1, 2, 5]. В работе использовались космоснимки высокого разрешения Landsat – 7, 8. Значения NDVI для каждого рассчитывались на период с 10 по 20 мая.

Для оценки сукцессионных процессов на залежах, используемых с начала ХХ века как пастбища, было выбрано три полигона: к югу от пруда Чапаевский, в верховьях р. Солянки и южнее пос. Красная деревня, динамика NDVI для каждого участка показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Динамика NDVI на тестовых полигонах 

Значительные величины NDVI на 2000 год свидетельствуют о массовом развитии однолетних растений в первые годы после прекращения распашки. В этот период основным доминантом является Lepidium perfoliatum с проективным покрытием до 50%. Для установления взаимосвязи между климатическими условиями в период, предшествующий моменту максимальной вегетации растительности и значениями вегетативного индекса построена корреляционная матрица NDVI и климатических показателей (табл. 1).

Как показал анализ, фотосинтезирующая фитомасса наиболее связана с суммой осадков зимой и снежным покровом в начале весны, во многом определяющими количество почвенной влаги к началу вегетации (коэф. корреляции 0,82-0,94 – сильная связь), в то же время связь фитомассы от средней температуры и осадков в апреле-мае можно охарактеризовать как очень слабую.

Таблица 1

Коэффициенты корреляции рядов климатических показателей и рядов динамики NDVI

Таким образом, установлено, что снижение вегетационного индекса (значит, и проективного покрытия) к 2007 году вызвано климатическим фактором. Малое количество снега на начало весны определило недостаток почвенной влаги, что привело к снижению фитомассы экосистем. Увеличение количества снега на начало весны 2010 года привело к росту NDVI, однако, на залежах не были достигнуты значения фитопродуктивности, отмеченные на 2000 г. Причиной этому стала смена видового состава фитоценозов, если на начало периода на залежах доминировало однолетнее сорное разнотравье, то к 2010 г. в результате демутации в растительном покрове стали преобладать эфемерные злаки (Poa bulbosa, Anisantha tectorum), не дающие значительного проективного покрытия. Снижение продуктивности в мае 2014 г. также может быть связано с меньшим снеговым запасом на начало весны.

Оценка динамики растительности на пастбищах проводилась на трех полигонах: пастбище к западу от Красной деревни, пастбище южнее хутора Отгонный и участок юго-восточнее соленого озера Булухта на территории современного военного полигона, где выпас отсутствует.

Значения NDVI для рассматриваемых пастбищ в разные годы приводятся в таблице 2. Для пастбищных ландшафтов, также как и для залежей, характерна зависимость от снеговых запасов на начало весны с коэффициентами корреляции: 0,5 для участка без выпаса и пастбища в районе Красной деревни и 0,8 для пастбища южнее х. Отгонный.

Таблица 2

Динамика NDVI модельных пастбищ

С начала 90-х годов прошлого века происходило снижение поголовья скота, что привело к увеличению практически в 1,5 раза продуктивности пастбищ к 2002 году (NDVI пастбища у Красной деревни и восстановившегося пастбища на военном полигоне на этот момент практически равны). Повсеместное снижение NDVI в 2000 году связано с низкими снеговыми запасами предшествующей зимой, а после 2003 года происходил рост численности крупного и, в первую очередь, мелкого рогатого скота, что привело к увеличению нагрузок на пастбища и снижению их продуктивности.

Исследования показали, что продуктивность пастбищ наиболее связана с климатическим фактором – осадками в холодное время года, а также с запасами снега на начало весны. Однако, видовой состав фитоценозов определяется степенью антропогенного вмешательства. Полевые исследования показали, что под воздействием пастбищных нагрузок упростилась структура растительных сообществ, увеличилась доля сорных видов [8]. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Золотокрылин А.Н. и др. Наземные и спутниковые исследования продуктивности пастбищ республики Калмыкии с различной степенью деградации растительных сообществ // Арид. экосистемы. 2013. Т. 19, № 4 (57), С 31-39.
2. Золотокрылин А.Н., Виноградова В.В. Соотношение между климатическим и антропогенным факторами восстановления растительного покрова Юго-востока Европейской части России // Арид. экосистемы. 2007. Т. 3, № 33-34. С 7-16.
3. Кулик К.Н, Рулев А.С. История освоения Волгоградского Заволжья // Материалы к слушаниям Волгоградской Облдумы. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2000. 12 с.
4. Методические указания по дистанционному эколого-экономическому мониторингу аридных пастбищ на основе ГИС-технологиий / К.Н. Кулик и др. М.: РАСХН. 37 с.
5. Михайлов Н.Н. Использование временных рядов вегетационного индекса NDVI для мониторинга растительного покрова степной зоны Западной Сибири / Н.Н. Михайлов и др. // Науч. вед. Сер. Естеств. науки. 2010. № 15 (86), вып. 12, С.25-33.
6. Рулев А.С., Юферев В.Г., Юферев М.В. Картографо-аэрокосмический мониторинг аридных агроландшафтов // Вестн. Ин-та. 2011. № 1 (22). С. 57-62.
7. Сотнева Н.И. Опыт земледельческого использования территории севера Прикаспия // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2006. Вып. 58. С. 45-57.
8. Шинкаренко С.С., Оценка влияния пастбищных нагрузок на аридные экосистемы на примере Приэльтонья // Антропогенная трансформация геопространства : история и современность: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (Волгоград, 28-29 апр. 2014 г.) / редкол.: Канищев С.Н. (отв. ред.) [и др.]; Федер. гос. авт. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр. гос. ун-т». Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2014. С. 59-64.