ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 11, с. 1293-1307
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4:528.92.94
ВЛИЯНИЕ ЛЕСОПОЛОС НА ФРАГМЕНТАЦИЮ ОВРАЖНО-БАЛОЧНОЙ
СЕТИ И ОБРАЗОВАНИЕ МОЧАРОВ*
© 2014 г. Д. И. Рухович, М. С. Симакова, А. Л. Куляница, А. В. Брызжев, П. В. Королева, Н. В. Калинина, Е. В. Вильчевская, Е. А. Долинина, С. В. Рухович
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7
e-mail: landmap@yandex.ru ООО Геоинформатика, 127083, Москва, ул. 8Марта, 10, стр. 1 e-mail: a.kulyanitsa@tc-geo.ru Поступила в редакцию 16.03.2014 г.
Проведен ретроспективный мониторинг образования мочаров по тальвегам овражно-балочной сети (ОБ) Азовского р-на Ростовской обл. в период с 2013 по 1968 гг. Исследования проводились в рамках проблемно-ориентированной системы (ПОС) ретроспективного мониторинга почвенно-земельного покрова (РМПЗП). В ходе мониторинга установлено доминирующее влияние на формирование мочаров лесополос, пересекающих тальвеги ОБ. Установлены сроки формирования мочаров (начало появления которых приходится на конец 1960-х, начало 1970-х гг.), позволяющие утверждать, что основное образование мочаров по тальвегам ОБ исследуемой территории инициировано массовой посадкой лесополос в 40-е и 50-е гг.
Ключевые слова: почвоведение, проблемно-ориентированные системы, геоинформатика, цифровые модели рельефа, почвенные карты, данные дистанционного зондирования.
DOI: 10.7868/S0032180X14110094
ВВЕДЕНИЕ
Проблема переувлажнения богарных почв не нова. О переувлажнении черноземов степей писал Докучаев [3]. Несколько позже в научный лексикон введен термин "мочар" [2]. Резкое увеличение площадей переувлажненных почв привело даже к термину "мочаризация" [4]. Исходно мочар — народное название участка поля, где вымокали посевы в степной и лесостепной зоне. В словаре под мочаром понимается "избыточно увлажненный участок на склонах или водораздельных плато, характеризующийся добавочным грунтово-атмосферным водным питанием с болотной, лугово-болотной и луговой (местами га-лофитной) растительностью, приспособленной к избыточному увлажнению и плохой аэрации почвы. ... Почвенный покров мочара представляет собой простые или сложные концентрические гидрокатены (от гидроморфных до автоморфных почв). Обычно в центре мочара расположены пе-регнойно-болотные почвы, затем следуют луго-во-перегнойно-болотные, луговые, а у внешнего края — переходные к зональным или автоморф-ным почвам (луговатым серым или бурым лесным почвам, черноземам, каштановым почвам и
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 13-07-00538).
т. п.). ..." [15]. Но в современной почвенной литературе существует и более широкое понимание мочара, использующееся Зайдельманом [5], — заболоченные участки на богаре, вне ирригационных систем. Встречается и более узкое понимание мочара как участка выклинивания верховодки на склоне, занимаемом зональной почвой [9]. Как правило, каждый исследователь дает свое определение мочара, а иногда предлагается и группировка генетических форм участков переувлажнения (мочаров) [17]. Как справедливо указано многими авторами [4, 5], проблема мочаризации не нова, широко распространена, но недостаточно изучена. Различные интерпретации этого термина лишь подтверждают недостаточную изученность проблемы.
Большинством исследователей проблем переувлажнения богарных территорий указывается, что мочары — явление динамичное. Но количественных подтверждений степени динамичности в сколь-нибудь продолжительных временных промежутках нам в литературе обнаружить не удалось. Так, есть оценочные работы, говорящие о значительном увеличении площадей переувлажнения [5]. Но методически совершенно не ясно — каким образом фиксировалось увеличение, так как нет разновременных карт переувлажненных территорий. Максимальный срок доку-
ментированных работ составляет порядка десяти лет и на очень небольших территориях [2, 4, 5]. Вообще утверждения о широте распространения мочаров часто соседствуют с очень ограниченными по площади исследованиями, то есть мы имеем дело с некой экстраполяцией точечных данных.
Еще сложнее обстоит дело с обоснованием причин возникновения мочаров. Как правило причины сводятся к нескольким довольно абстрактным факторам: 1 — климатическим флук-туациям, 2 — ирригации, 3 — переуплотнению, 4 — эрозии, 5 — особенностям геологического строения территории [2]. Более интересные выводы о переводе степей в совершенно иной гидрологический режим вследствие изменения ландшафтов сделаны недавно [18]. Но и здесь заключения делаются на основе временной экстраполяции без инструментально подтвержденных данных на все временные сроки. Часто ведется экстраполяция по сути точечных исследований на большие территории.
Отметим, что проблемы оценки динамичности мочаризации не случайны. Мониторинг возможен довольно ограниченным набором методов [1, 11]. В основном это методы, рассчитанные на перспективу. Но архивных данных о переувлажнении практически нет. На территории России площадным мониторингом занимались глобально только две службы (ГИПРОЗЕМ и агрохимическая служба МСХ), а сейчас и вовсе только одна — агрохимическая. Обе службы не имели и не имеют карт мочаров. Не имеют эти службы и самостоятельных архивов космической или картографической информации, позволяющей ведение мониторинга переувлажненных территорий. Несколько особняком стоит АИУС "Агроресурсы" [14], которая имела архив материалов дистанционного зондирования (ДЗ) и оцененного по ним состояния посевов по полям. Но с расформированием службы был практически полностью уничтожен архив накопленных данных и материалов.
Как будет показано в данной работе, большую помощь в оценке динамики мочаризации могут оказать топографические карты крупных масштабов. Но эти карты до сих пор носят секретный характер, что не позволяет широко их использовать. Но еще хуже то, что разновременного архива этих карт нет, так как в процессе обновления топографических карт уничтожаются предыдущие версии топографических планшетов и материалов ДЗ, по которым они созданы.
Ранее показано [1, 12], что и наличие архивных почвенных карт не является достаточной основой для мониторинга почвенного и земельного покрова. Прежде всего это связано с низкой воспроизводимостью почвенных карт на бумажных носителях. То есть карты, составленные повторно,
будут отличаться между собой. Расхождения в нанесении границ почвенных и земельных контуров карт одного масштаба, созданных независимо друг от друга, могут быть весьма значительными. Кроме того, архивные почвенные карты из соображений секретности имеют низкую топографическую и тематическую точность. Для мониторинга столь локальных явлений как мочары это принципиально. Оценка тематической и топографической точности почвенных карт на исследуемую территорию была проведена в рамках работ по организации ретроспективного мониторинга [1]. Работы по мониторингу весьма чувствительны к точности карт [8, 16]. Цифровая картография [13, 16, 19, 20, 22, 23] дает новые инструменты, которые позволяют существенно повысить точность и воспроизводимость тематических карт. Но цифровая картография сама по себе не обеспечивает возможности восстановления временного ряда карт для выявления процесса формирования мочара. Для этого нужны методы ретроспективного мониторинга почвенного и земельного покровов [1].
Целью работы является исследование процессов возникновения, формирования и временной изменчивости мочаров на примере Азовского р-на Ростовской обл.
КРАТКИЙ ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩЕЙ (РАНЕЕ ПРОДЕЛАННОЙ) РАБОТЫ
Для целей организации мониторинга сельскохозяйственной территории юга России в 2012— 2013 гг. на тестовый полигон (Азовский р-н Ростовской обл.) была разработана проблемно-ориентированная система (ПОС). Основная ее задача — обеспечить наиболее удобное и легкое использование разновременной, разномасштабной и разноплановой информации на исследуемую территорию. Основным инструментом ПОС была выбрана геоинформационная система (ГИС). Удалось собрать и трансформировать в систему около 50 информационных источников, 28 из которых использованы в рамках настоящей работы. ПОС позволила разработать методологию ретроспективного мониторинга почв и земель на основе геологического принципа актуализации [21]. Результирующая система получила аббревиатуру ПОС РМПЗП — проблемно-ориентированная система ретроспективного мониторинга почв и земель.
Сформулированы основные принципы ввода информации в ПОС РМПЗП: геореференсация, топология, датированность. В рамках ПОС РМПЗП были созданы карты земельного покрова (ЗП) и динамики ЗП. Для обозначения карт ЗП также используется термин карты землепользования. Для карт ЗП (табл. 1) и динамики ЗП (табл. 2)
ЛИ1
"Г
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
1. Легенда-классификатор к карте землепользования
Имя в легенде
Комментарии
Сельскохозяйственное поле, обрабатываемое
Сельскохозяйственное поле, обрабатываемое, орошаемое (круговое) Сельскохозяйственное поле, обрабатываемое, орошаемое (фронтальное) Залежь
Обрабатываемая западина
Необрабатываемая западина
Обрабатываемый участок овражно-балочной сети
Необрабатываемый участок овраж-но-балочной сети
Участок овражно-балочной сети, не относящейся к сельскохозяйственным полям (разделитель и т. д.) Лесополоса Садовая территория
Кустарники, редколесья, естественная древесная растительность и лесхозы
Разделитель поля (не классифицируемый)
Водохранилище под орошение Открытый канал и прилегающие территории
Природный водный объект и прилегающие территории Рыбхоз и прилегающие территории Заболоченная территория Полевая дорога (периодически запахиваемая)
Постоянная грунтовая или асфальтовая дорога
Хозяйственные объекты и прилегающие территории Частные обрабатываемые участки
Земли населенных пунктов Теплицы
Иные земли (не классифицированные)
Обрабатываемый сельскохозяйственный участок
Обрабатываемый сельскохозяйственный участок, орошаемый системами кругового типа
Обрабатываемый сельскохозяйственный участок, орошаемый системами фронтального типа
Под залежью мы понимаем поле
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.