Степные пастбища засушливого Саратовского Заволжья: распознавание, тренды климатических и спектральных характеристик поверхности, деградация.

Выдвинута гипотеза о меняющейся структуре локального тепловлаго обмена засушливых агроландшафтов при изменении климата и деградации земель. Структура локального тепловлаго обмена характеризуется двумя механизмами регулирования температуры поверхности: эвапотранспирационным (положительная корреляция альбедо и температуры поверхности) и радиационным (отрицательная корреляция) (Золотокрылин, 2003). Дифференциация территории в зависимости от распространения этих двух механизмов регулирования может быть полезным методом для изучения связей между изменением климата и деградацией земель.
Данный метод был применен для дифференциации аграрного степного района Саратовского Заволжья (Советский муниципальный район). На 2010 г. пашни (в том числе орошаемые) занимали 65% площади района, а пастбища около 14%. Перевыпас на пастбищах был минимальным. Цель исследования: распознавание и выделение пастбищ, как ареала с доминированием радиационного механизма регулирования температуры поверхности, оценка трендов климатических и спектральных характеристик поверхности. При этом положительные тренды альбедо, температуры поверхности и отрицательные NDVI рассматривались в качестве косвенных показателей интенсивности деградации.
Получены оценки линейных трендов среднемесячных значений спектральных характеристик поверхности: альбедо, вегетационный индекс (NDVI), температура поверхности (стандартные продукты MODIS), месячной суммы эвапотранспирации (данные MODIS Global Evapotranspiration Project, MOD16), радиационного баланса при всех условиях облачности и ясном небе((данные системы изучения облачности и излучения Земли CERES),а также среднемесячной температуры воздуха и месячных сумм осадков в ареале пастбищ (51.6 N, 46.0 E – ст.Ершов) за период май-август 2000-2017(5) гг.
Установлено, что в течение активного вегетационного сезона для ареала пастбищ характерно доминирование радиационного регулирования температуры поверхности, а для пашни - эвапотранспирационного. В среднем за период 2000-2017 гг. отрицательная корреляция между температурой поверхности и альбедо в ареале пастбищ имеет внутрисезонный ход с максимумом в мае, минимумом в июле и вторичным повышением в августе.
Статистически значимый положительный коэффициент линейного тренда обнаружен для NDVI (май), температуры воздуха (май,июнь). Но отрицательный коэффициент – для эвапотранспирации (июнь-август).
Статистический анализ зависимости формирования радиационного регулирования температуры поверхности на пастбищах от климатических параметров по-месячно за май-август (альбедо, температуры поверхности, NDVI, эвапотранспирации, радиационного баланса при всех условий облачности и при ясном небе, осадков и температуры воздуха) за период 2000-2017гг. показал, что наибольшее влияние оказывают осадки, эвапотранспирация, NDVI и радиационный баланс при ясном небе. Незначимые положительные тренды альбедо и температуры поверхности, а также отрицательные тренды NDVI характерны для исследуемого ареала пастбищ.