Оценка трендов деградации/проградации растительного покрова сельскохозяйственных земель с использованием данных ДЗЗ

Земельные ресурсы являются одной из основных компонент природной среды обитания человека, обеспечивающих его физическое существование на Земле. В процессе эволюции экосистемные функции этих ресурсов изменяются под воздействием природных и антропогенных факторов и условий. Негативный тренд изменения этих функций формируется в результате деградации земельных ресурсов, а также флуктуации климатических характеристик, что находит свое отражение в ухудшении состояния растительного покрова. Для выявления территорий, земельные ресурсы которых подвержены деградации используются выборочные наземные обследования, а также сетевые наблюдения. Выборочные обследования проводятся эпизодически и на относительно небольших по площади территориях, что не позволяет получать своевременные данные, необходимые для разработки и реализации заблаговременных профилактических и защитных мер и мероприятий. Сетевые наблюдения проводятся на агрометеорологических станциях, на которых параллельно с измерениями метеорологическим измерениями проводится мониторинг функционирования агроценозов, Одной из характеристик такого мониторинга является суммарное испарение (СИ) с подстилающей поверхности за вегетационный период (измеряемой на почвенных монолитах), которая тесно связана с формированием растительного покрова и которая зависит от локальных факторов и условий естественного и антропогенного происхождения. Наиболее значимыми из них являются формируемые на начало вегетации характеристики подстилающей поверхности, отвечающие за водный, тепловой и питательный режимы развития растительного покрова, а также режимы изменения этих характеристик под воздействием складывающихся метеоусловий, применяемыми агротехническими методами обработки почв, объемов и сроков внесения удобрений и применения средств защиты растений, а также агромелиоративных методов управления, в частности режимов поливов и пр. Однако, агрометеорологические методы оценки СИ по данным лизиметрических измерений из-за низкой плотности покрытия сельскохозяйственных территорий соответствующей сетью наблюдений не позволяют получать необходимую локальную детализацию этого параметра на уровне отдельного сельскохозяйственного поля и в связи с этим применяются в основном при решении региональных задач анализа и планирования.
Современные автоматизированные методы пространственно-временного анализа данных дистанционного зондирования Земли позволяют получать детализированные характеристики подстилающего слоя, необходимые для оценки изменения его функционирования и оперативно выявлять места развития негативных тенденций на основе расчета трендов количественных показателей, характеризующих состояние растительного покрова. Одним их них является разработанный метод оценки изменения состояния земельных ресурсов, основанный на пространственно-временном анализе результатов моделирования потока СИ с подстилающей поверхности сельскохозяйственных территорий. В его основе лежат разработанные и непрерывно совершенствуемые методы оценки потоков СИ с подстилающей поверхности по данным дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Результаты применения одной из таких моделей (SEBS) к данным сенсора MODIS за период 2000 - 2012 гг. были использованы для проведения пространственно-временного анализа изменения годовых значений СИ за вегетационный период территорий Палласовского и Марксовского районов (соответственно Волгоградской и Саратовской областей). Данные ежегодных объемов СИ для обоих исследованных районов были использованы для расчета геореференцированных характеристик линейного тренда изменения объемов СИ за вегетацию территорий обоих районов. Сопоставление этих геоданных с данными наземных наблюдений и обследований выявил наличие существенных связей между рассчитанными характеристиками тренда и происходившими в исследованный период времени процессами, связанными с флуктуацией метеорологических условий, а также сельскохозяйственной деятельности на их отдельных участках. Это позволяет рассматривать разработанный метод в качестве перспективного для целей раннего выявления и локализации негативных процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения, а в совокупности с методами наземного мониторинга, как технологию комплексного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, необходимого для решения задач по устойчивому экономическому развитию регионов, продовольственной и экологической безопасности страны, а также рационального использования природных ресурсов.