УДК 332.68

DOI 10.24412/2658-3569-2021-10050

МОНИТОРИНГ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ ГИССАРСКОЙ ДОЛИНЫ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

MONITORING OF IRRIGATED LANDS OF THE HISSAR VALLEY OF THE REPUBLIC OF TAJIKISTAN

Алиев Нозим Нумонович, соискатель, «Таджикский аграрный университет им. Ш. Шотемур (ТАУ)», г. Душанбе, Республика Таджикистан

Лепехин Павел Павлович, к.г.н., ст.преподаватель ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству», г. Москва

 Aliev N.N., nnozim@gmail.com

Лепехин П.П., amur2@nln.ru 

Аннотация. В статье отмечается важность проведения мониторинга орошаемых земель для получения актуальной и достоверной информации об их использовании и состоянии. Мониторинг является важным инструментом, благодаря которому может быть получена оперативно информация, обработана на основе применения современных программ и ГИС технологий, и получены прогнозные показатели, позволяющие принять управленческое решение для предотвращения или ликвидации последствий влияния негативных явлений, воздействующих на орошаемые земли. В основе исследований лежат материалы ДЗЗ на территорию Гиссарской долины Республики Таджикистан, на основе обработки которых получены результаты, позволяющие авторам сделать предложения по реализации предложений мониторинга с целью обеспечения рационального их использования.

Summary. The article notes the importance of monitoring irrigated land to obtain up-to-date and reliable information about its use and condition. Monitoring is an important tool through which information can be quickly obtained and processed based on the use of modern programs and GIS technologies, as well as forecast indicators that allow making a management decision to prevent or eliminate the consequences of the impact of negative phenomena affecting irrigated land. The research is based on remote sensing materials for the territory of the Hissar Valley of the Republic of Tajikistan, on the basis of which the results were obtained, allowing the authors to make proposals for the implementation of monitoring proposals in order to ensure their rational use.

Ключевые слова: мониторинг, орошаемые земли, деградация земель, информационное обеспечение, геоинформационные системы

  Key words: monitoring, irrigated land, land degradation, information support, geoinformation systems. 

Интенсификация использования орошаемых земель сопряжена с недопустимыми нагрузками на природные ландшафты, которые приводят к нарушению в них равновесия. Создание устойчивого взаимодействия техногенных и природных систем — одна из важнейших задач науки и практики.

Пронько Н.А., Фалькович А.С., Корсак В.В., Бурунова B.C. (2005) отмечают, что в 60-90е годы XX века были допущены серьезные ошибки в проектировании оросительных систем и эксплуатации мелиоративных систем, отмечалось несоответствие их параметров, режимов функционирования, состояния целям поддержания рационального экологического баланса природных систем.

Осуществление мониторинга обуславливает необходимость решения многих вопросов: создание географической сети слежения за параметрами состояния орошаемых земель, проведение экспедиционных, лабораторных и вегетационных исследований, создание информационного банка почвенных данных и системы их использования.

Целями мониторинга мелиорируемых земель являются: своевременное выявление изменений, их оценка, прогноз, своевременное предупреждение и устранение последствий отрицательных процессов и явлений под влиянием мелиорации; рационализация землепользования; контроль за использованием мелиорируемых земель; контроль функционирования и эффективности мелиоративных мероприятий; информационное взаимодействие со структурами мониторинга бассейнового (регионального) и федерального уровня; информационное обеспечение государственного земельного кадастра.

Комплексный мониторинг объектов мелиоративной отрасли, основанный на применении геоинформационных технологий, включающий в себя средства интеллектуальной обработки информации и выдачи прогнозов и рекомендаций, и представляет собой систему геоинформационной поддержки управленческих решений в области мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения (ЦНТИ «Мелиоводинформ», 1994).

Учитывая крайнюю необходимость ведения локального мониторинга эколого-мелиоративного состояния агроландшафтов с использованием передовых информационных технологий, позволяющих оперативно обрабатывать, надежно хранить получаемую информацию о состоянии земель и своевременно принимать оптимальные решения по вопросам использования земель и слабую разработанность вопроса, нами было выбрано данное направление в качестве основного.

Так как для адаптации всех составляющих систем орошаемого земледелия необходима полная и систематическая информация о свойствах почв, грунтовых вод, оросительной сети и др. по конкретным полям хозяйства, то в основе информационного обеспечения должен находиться локальный комплексный ГИС-мониторинг [1].

Проблема опустынивания или деградация почв в условиях Таджикистана является наиболее актуальной. Ежегодный ущерб от этих динамических процессов составляет несколько миллионов рублов. Деградация почв резко снижает плодородие почв и биопродуктивность природных угодий, сокращает площади орошаемых земель, лесов, пастбищ, уничтожает многочисленные народнохозяйственные сооружения, превращает богарные земли в гофрированную поверхность. Деградация земель охватила около 97,9% территории республики. Ежегодно около 50 тыс. га возделанных земель подвергаются различной степени опустынивания. Происходит сильное сокращение пастбищных земель за счёт расширения пахотных земель, вырубаются горные леса. Продолжается широкомасштабный прессинг на окружающую среду, который является индикатором современного состояния человеческого общества. Деградация почв является причиной миграции населения, уменьшения продуктов питания, ухудшения условий и уровня жизни населения. Интенсивный выпас скота в горных экосистемах приводит к уничтожению биологического разнообразия, которое в свою очередь влияет на развитие эрозионных процессов, ухудшающие водный баланс и качество воды, от которого зависит состояние здоровья населения. Несоблюдение этого цикла является причиной вспышки заболевания населения [2, 8, 10, 11].

Республика Таджикистан горная и аграрная страна, где 93% территории заняты горными массивами и всего 7% территории составляют земли, пригодные для земледелия. Плотность населения Таджикистана достаточно высока и составляет 60 человек на 1 квадратный километр площади. Количество населения на 1 гектар пахотной земли в полтора раза больше, чем в Узбекистане, более чем в два раза больше, чем в Туркмении, и составляет 2.7 чел./га. Численность населения увеличивается, и, по официальным прогнозам, к 2020 году составит 10 миллионов человек, на 2016 год численность населения составила 8,65 миллионов [3].

На современном этапе на первый план выступает проблема оптимизации землепользования и сохранение экологического каркаса. Вопросы сохранения и улучшения мелиоративного состояния орошаемых земель в Таджикистане занимают одно из главных мест в экологических проблемах Республики. Для разработки и проведения природоохранных мероприятий необходима объективная и достоверная информация, которая помогает оценить, проанализировать, и спрогнозировать состояние в области проблем землепользования. И на основе этих данных следует принимать управленческие решения и осуществлять политику устойчивого развития землепользования в стране.

Осуществление мониторинга обуславливает необходимость решения многих вопросов: создание географической сети слежения за параметрами состояния орошаемых земель, проведение экспедиционных, лабораторных и вегетационных исследований, создание информационного банка почвенных данных и системы их использования.

В последние годы геоинформационные системы и WEB-технологии активно используются для обработки аэрокосмических снимков, накопления и передачи данных, в Республике Таджикистан только в настоящее время начинает более активно применяться эти технологии, применение которых требует решения множества проблем.

Внедрение ГИС систем решает ряд задач: ведение централизованного учета сельскохозяйственных земель, их инвентаризацию, мониторинг состояния и использования, надзор за их использованием, подготовку аналитической информации; внесение сведений в информационную систему по управлению сельскохозяйственными землями; использование данных дистанционного зондирования Земли для мониторинга состояния посевов; учет земельных участков из земель сельскохозяйственного назначения и земель иных категорий; подготовку информации с агрегацией на различных уровнях, включая уровень Республики; обеспечение доступа к информации, предоставляемой на основе государственных информационных ресурсов о сельскохозяйственных землях на основе использования геопортала ГАС «АгроУправление» в авторизированном доступе. По сути, эта система демонстрирует комплексный подход к мониторингу земель сельскохозяйственного назначения. Важным преимуществом такого подхода является возможность создания единого Интернет-ресурса и обеспечения доступа к геопространственным данным заинтересованным лицам [4].

Важно отметить, что сбор информации о землях сельскохозяйственного назначения во всех описанных системах проводится в основном в разрезе федерального, регионального, муниципального уровней и, значительно реже, отдельных сельскохозяйственных предприятий, а тем более полей севооборотов.

Геоинформационные технологии обеспечивают широкие возможности при разработке систем управления орошаемыми землями. ГИС позволяет структурировать информацию географического (пространственного) положения объектов – источников данных, что имеет особое значение для управления состоянием окружающей природной среды.

Так как для адаптации всех составляющих систем орошаемого земледелия необходима полная и систематическая информация о свойствах почв, грунтовых вод, оросительной сети и др. по конкретным полям хозяйства, то в основе информационного обеспечения должен находиться локальный комплексный ГИС-мониторинг [5, 9].

Естественной и обязательно возникающей проблемой мониторинга агроландшафтов является проблема перехода от точечно привязанных данных о состоянии показателей мелиоративного состояния земель и их почвенного плодородия к цифровым моделям пространственного распространения этих показателей в слоях цифровых карт. Нашей задачей был подбор оптимальных методов и разработка алгоритмов их применения в конкретных условиях поливных земель Таджикистана [6, 7].

Был выполнен анализ данных по исследуемым участкам, было установлено, что в среднем на исследуемом участке вегетационный период начинается в второй декаде апреля и делится до конца июня начало июля и составляет в среднем за годы исследования 153 дня. (табл. 1).

Таким образом природно-климатические условия Гиссарской долины Центрального Таджикистана являются оптимальными в экологическом отношении для вегетации сельскохозяйственных растений. Однако, проблема опустынивания или деградация почв в условиях Таджикистана является наиболее актуальной.

Ежегодный ущерб от этих динамических процессов составляет несколько миллионов рублей. Деградация почв резко снижает плодородие почв и биопродуктивность природных угодий, сокращает площади орошаемых земель, лесов, пастбищ, уничтожает многочисленные народнохозяйственные сооружения, превращает богарные земли в гофрированную поверхность. Деградация земель охватила около 97,9% территории республики. Ежегодно около 50 тыс. га возделанных земель подвергаются различной степени опустынивания. Происходит сильное сокращение пастбищных земель за счёт расширения пахотных земель, вырубаются горные леса. Продолжается широкомасштабный прессинг на окружающую среду, который является индикатором современного состояния человеческого общества. Деградация почв является причиной миграции населения, уменьшения продуктов питания, ухудшения условий и уровня жизни населения.

Анализ качественного состояния земель в Таджикистане показывает, что на территории страны почти повсеместно наблюдается развитие процессов дегидратации почвенного покрова, отражающейся на эффективности земледелия и вызывающий расширение территорий, экологического состояние, которых проблемные или даже кризисно.

Согласно публикации Всемирного банка (Вольфграмм и других. 2011 год), ни один государственный орган в Таджикистане не осуществляет регулярный сбор данных по качеству почвы и деградации земель.

В пределах орошаемых зон имеет место широкий спектр эрозионных процессов. Информации о степени и интенсивности деградации земель в разрезе по основным областям Таджикистана на 2019 год приведено в таблице 2.

При применении геоинформационных технологий для проведения оценки экологического состояния орошаемых земель мы руководствовались тем, что она должна обладать возможностью обмена информацией с другими геоинформационными системами и прикладными программами, так как ни одна современная ГИС не в состоянии быть абсолютно универсальной при выполнении задач, которые требуются на производстве.

Таким образом, при реализации геоинформационной модели возникла необходимость задействовать программные продукты, позволяющие работать как с атрибутивными данными, так и с графической ее частью. Они дают возможность в нужной нам мере охватить все этапы – от обработки информации, ее анализа, до визуализации и для анализа состояния орошаемых земель Гиссарской долины был выполнен сбор и анализ многоспектральных спутниковых снимков со спутника Landsat 7 и Landst 8 с помощью программного обеспечения ArcGis. В результате были получены карты по индексу NDVI с 2010 по 2019 годы и проследили изменения в площади покрытия растительностью и покрытия водой, а также определены участки, относящиеся к орошаемым землям. Полученные карты позволили провести анализ качественного состояния земель в Гиссарской долине, который показал, что на территории долины почти повсеместно наблюдается развитие процессов деградации почвенного и растительного покровов, отражающийся на эффективности земледелия и вызывающие расширение территорий, экологическое состояние, которых проблемно или даже кризисно.

Таким образом, для проведения оценки состояния орошаемых земель, определения методов и способов проведения соответствующих землеустроительных работ требуется актуальная информация об их состоянии и использовании, которую возможно оперативно получить в результате проведения мониторинга мелиорируемых агроландшафтов и обработки полученных данных на основе применения ГИС технологий. 

Список использованной литературы

1. Пронько Н.А., Корсак В.В. Управление орошаемым земледелием на основе использования информационных технологий// Научная жизнь, 2012 № 2, С. 80-87
2. Национальная программа Действий по борьбе с опустыниванием в Таджикистане.
3. Регионы Таджикистана — www.tajik-gateway.orq
4. Геоаналитическая система «Агроуправление» теперь и в Тамбовской области-2013. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://press.scanex.ru/index.php/ ru/news/item/3991-agro
5. Пронько Н.А., Корсак В.В. Управление орошаемым земледелием на основе использования информационных технологий// Научная жизнь, 2012 № 2, С. 80-87.
6. Пронько Н.А., Корсак В.В., Корнева Т.В. ГИС-мониторинг мелиоративного состояния орошаемых земель (на примере сухостепного Заволжья) // Мелиорация и водное хозяйство. – 2008Волков С.Н. Землеустройство/ С.Н. Волков. – М.: ГУЗ. – 2013г. – 992с.
7. Гонеев И.А. Мониторинг земель сельскохозяйственного назначения, загрязненных тяжелыми металлами в зоне влияния Михайловского ГОКа: дис. … канд. географ. наук 25.00.36./ И.А. Гонеев. – Курск.:КГУ, 2010г. – 132с.
8. Деградация земельных ресурсов в Центральной Азии: Проект поддержки межстрановой рамочной основы «Инициатива стран Центральной Азии по управлению земельными ресурсами»: Пересмотренный и исправленный вариант Финального отчета [Электронный ресурс]/ консультант K.Й. Джи. — ADBTA 6356-REG, 2008г. – 153с. // http://www.cawater-info.net/bk/water_land_resources_use /russian_ver/pdf/gis-final-report-ru.pdf
9. Лепехин П.П. Информационно-моделирующая система для решения региональных экологических проблем / А.А. Мурашева, П.П. Лепехин.// Науки о Земле.- 2015. — №. 1. — С. 24-32.
10. Мурашева А.А., Анализ факторов устойчивого развития ДВФО./А.А. Мурашева// «Аграрная экономика»: журнал Межгосударственного совета по аграрной науке и информации стран СНГ. — — № 03. – С.16-18
11. Экология землепользования: учебное пособие. часть 1/ В.В. Вершинин, А.А. Мурашева, А.В. Шуравилин, В.А. Широкова, А.О. Хуторова. – М.: Т8 Издательские Технологии. — 2015.- 335с.