Пространственно-временная изменчивость залежных земель по спутниковым данным

В связи с ликвидацией в России в 90-х гг. ХХ в. 15 тыс. сельскохозяйственных предприятий выведены из сельскохозяйственного оборота 45 млн. га земель. В целях рационального природопользования как пахотных угодий, так и формирующихся на их месте сообществ необходимо понимать особенности процессов зарастания пашен, их скорость, специфику флористического состава, отличия от коренных сообществ.
Цель исследования – выявление видового состава, структуры и динамики восстановления растительности залежей Алтайского района республики Хакасия по спутниковым и наземным данным.
Объектом исследования является растительность залежных земель Алтайского района республики Хакасия. Исследование основывается на анализе временных рядов данных полевых геоботанических исследований, спутниковой и метеорологической информаций. Для изучения особенностей восстановления естественной растительности в Алтайском районе республики Хакасия было выделено несколько тестовых участков. В 2003 г. эти залежные земли находились в непрерывном процессе восстановления и были определены как: разнотравно-злаково-полынный фитоценоз (Ф1) и полынно-злаковый фитоценоз (Ф2) - рыхлодерновинная стадия восстановления, пырейный с разнотравьем фитоценоз - пырейная стадия (Ф4), сорно-разнотравно-однолетне-полынный фитоценоз - бурьянистая стадия (Ф3).
Определены динамика и особенности восстановления сорно-разнотравно-однолетне-полынного, пырейного с разнотравьем, разнотравно-злаково-полынного и полынно-злакового фитоценозов Алтайского района республики Хакасия по спутниковым и наземным данным. Установлено постепенное формирование структурных элементов степных сообществ на исследуемых залежах Ф1 и Ф2. На залежи Ф4 происходит зарастание вязами. В течение периода исследования определен переход Ф3 от бурьянистой стадии к пырейной в течение 2 лет.
Изучение растительности залежных земель проводилось по данным прибора Modis спутников Terra и Aqua, с пространственным разрешением 250 метров (MOD09Q1, MYD09Q1). Временной ряд исследований по данным Modis составляет 19 лет (с 2000 по 2018 гг.). Построены пространственные распределения линейных трендов NDVI растительности залежных земель за период с 2000 по 2018 гг. Оценка пространственно-временной изменчивости растительности производилась на основе анализа пространственного распределения значений линейных трендов NDVImean и NDVIjuly растительности. Проведена оценка направленности изменений трендов NDVI растительности в пределах исследуемого региона. Определены области с отрицательными и положительными трендами.
Проведенная работа показала целесообразность использования временных рядов NDVI при изучении особенностей восстановления залежей.

Исследование выполнено в рамках Комплексной программы фундаментальных исследований СО РАН «Междисциплинарные интеграционные исследования» на 2018-2020 гг. (проект № 74).