К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ДИСТАНЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАСШИРЕНИИ СЕТИ СТЕПНЫХ ООПТ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

THE USE OF REMOTE SENSING DATA TO EXPAND THE NETWORK OF THE STEPPE PROTECTED AREAS IN THE VORONEZH REGION

 

О.В.Прохорова

O.V.Prokhorova

Воронежский государственный университет

(394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

Voronezh State University

 (394006, Voronezh, University square, 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

 

В статье рассматриваются возможности использования материалов дистанционного зондирования Земли с целью обоснования новых объектов в сети степных ООПТ Воронежской области.

The article discusses the possibilities of using of remote sensing data in order to substantiate new facilities in the network of the steppe protected areas in the Voronezh region. 

В структуре земельных угодий Воронежской области преобладают сельскохозяйственные земли как результат более чем трехсотлетнего давления хозяйственной деятельности на лесостепные и степные ландшафты. Площадь же природно-заповедного фонда составляет лишь 2663 км2 (5,1% от общей площади) [7].

В 2009 году приказом Управления по экологии и природопользованию Воронежской области утверждена «Стратегия развития особо охраняемых природных территорий регионального значения в Воронежской области». Согласно этому документу, необходимо довести площади особо охраняемых природных территорий (ООПТ) в Воронежской области до 10% к 2014 году [6], что согласуется с рекомендациями Международного союза охраны природы. Таким образом, в Воронежской области начаты работы по формированию нового реестра (кадастра) существующих и созданию новых ООПТ.

Сегодня наибольшую тревогу вызывает охрана степных ландшафтов Воронежской области, которые представляют собой островные природные комплексы, по разным причинам сохранившиеся или самовосстановившиеся на месте ранее широко распространенных степей. Необходимо также зафиксировать динамику процессов восстановления степей на деградированных участках и на залежах, которые появились в последние 2 десятилетия в связи с упадком сельскохозяйственного производства [7, 8]. Однако в большинстве литературных источников, отражающих результаты региональных исследований степных экосистем, отсутствуют фактические данные об общей площади степей, о территориальном соотношении их подтипов и модификаций (эдафических и антропогенных), о структуре степного растительного покрова. Это не позволяет представить и достоверно оценить реальную картину актуального состояния степной растительности в том или ином конкретном регионе [5].

Новые возможности для решения данных проблем открывают:

  • возросшие в последнее время доступность и разнообразие данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которые открывают новые возможности по созданию пространственных моделей растительности с пространственным разрешением до парцелл и отдельных видов [10];
  • использование инструментов глобальной навигации, которые обеспечивают пространственную привязку в желаемой системе координат и, соответственно, формируют описание границ ООПТ (протяженность по осям, площадь, построение профилей и т.д.);
  • геоинформационные технологии, предоставляющие возможности ведения баз данных по объектам, их картографическую визуализацию по растровым основам или космическим снимкам в виде векторных моделей, построение цифровых и трехмерных (3D) моделей и т.д. [7, 8, 9].

Нами предложена технологическая схема выявления ненарушенных антропогенной трансформацией степных ландшафтов с целью расширения региональной сети ООПТ, включающая в себя следующие этапы.

  1. Дешифрирование сельскохозяйственных, лесных, водных, селитебных и других земельных угодий по космоснимкам Landsat, дифференциация территории по значению вегетационного индекса NDVI (например, в пакетах ERDAS или ENVI).
  2. Анализ цифровой модели рельефа (ЦМР) с помощью ГИС-пакетов и ПК для обработки данных ДЗЗ, прогноз локализации рефугиумов для краснокнижных «южных» видов растений.
  3. Выборочное полевое эталонирование материалов дешифрирования космических снимков с использованием GPS-навигаторов и ПО MapSource Trip & Waypoint Manager для переноса данных полевой съемки в компьютер.
  4. Эталонное дешифрирование космоснимков Landsat и экстраполяция результатов на прилегающие территории. Создание векторных слоев перспективных ООПТ в ГИС-пакетах, например, MapInfo или ArcGIS [7, 8].

В ходе полевых исследований отмечена приуроченность местообитаний редких степных видов растений и растительных сообществ к крутым долинно-балочным склонам преимущественно южных экспозиций [7, 8]. Эта закономерность подчеркивает прикладное значение сформулированного В.В. Алёхиным закона предварения биоты: «произрастание того или иного растения на южных и северных склонах предваряет его появление в плакорных условиях на водоразделах» [1].

Роль рельефа как фактора дифференциации ландшафтов хорошо известна: он является главным фактором-регулятором в перераспределении тепла и влаги на поверхности Земли, от него зависят внутризональные особенности формирования растительного и почвенного покровов, с ним связано развитие определенных типов хозяйственной деятельности человека [3]. Крутизна и экспозиция склонов контролируют скорость и направление соответственно поверхностных вещественно-энергетических потоков, теплообеспеченность местности, интенсивность испарения осадков и снеготаяния, некоторые свойства почв, развитие растительного покрова [11].

Известно, что:

  • наиболее теплые склоны южной экспозиции, затем западные и восточные, самыми холодными являются северные склоны;
  • южные склоны тем теплее, а северные тем холоднее, чем склон круче; на восточных и западных склонах их крутизна сказывается слабее;
  • колебания температуры на южном склоне наибольшие, а на северном – наименьшие; на первом возрастают с крутизной склона, а на втором – уменьшаются [4].

Для объективного выявления особенностей пространственной приуроченности степных растительных сообществ использовали цифровую модель рельефа (ЦМР) на основе данных радарной топографической съемки SRTM. С помощью программы ENVI 4.6 на основе ЦМР были созданы карты крутизны и экспозиции склонов и выделены участки южной экспозиции крутизной более 12°.

К настоящему моменту изучены по приведенной выше методике Кантемировский, Богучарский, Репьевский и Хохольский районы области.

Кантемировский и Богучарский районы.

Согласно физико-географическому районированию территории Воронежской области, они относятся к Богучарскому правобережному волнисто-балочному степному району степной провинции Среднерусской возвышенности степной ландшафтной зоны. Исконно степную природу данной территории диагностируют фрагменты сохранившихся здесь ковыльных степей с участием засухоустойчивых злаков, элементов полупустынной флоры и южного разнотравья, а также типично степная фауна [12].

Крутые склоны северной экспозиции в пределах Кантемировского и Богучарского районов Воронежской области распространены преимущественно по правому берегу р. Дон.

Преобладание крутых правобережий нарушается в долинах рек Богучарка и Левая Богучарка, где находит выражение левосторонняя асимметрия (по левобережной части широкое распространение получили крутые склоны южной экспозиции) [8].

Кроме того, сильно волнистым водоразделам специфичные черты придают эрозионные останцы, сложенные пестро окрашенными песками в сочетании с ожелезненными песчаниками. Песчано-глинистые отложения палеогена с доминированием красных цветовых оттенков занимают местами значительные территории, и придают ландшафту грядово-мелкосопочный характер. Вследствие этого весь регион получил характерное название Степного Красногорья. Участками останцы приобретают вид отдельных изолированных массивов, что послужило основанием для выделения Ф.Н. Мильковым останцово-водораздельного типа местности [12].

Сильно пересеченный рельеф и специфика литологии обусловили здесь мозаичность и широкое распространение эродированных почв (от 20 до 40% площади), местами слабосолонцеватых, а по крутым склонам балок и останцов типично каменистых почв, именуемых здесь «хрящеватыми» [12]. На флористическом составе многих степных участков сказывается также локальное засоление. Индикаторами этих специфических экологических условий являются такие редкие виды растений, как Ferula tatarica Fisch. ex Spreng., F. caspica Bieb., Tulipa schrenkii Regel, T. ophiophylla Klok. et Zoz, Tanacetum millefolium (L.) Tzvel., Astragalus macropus Bunge, A. testiculatus Pall. и другие виды [8].

Участки сохранившейся степной растительности, выявленные по результатам дистанционных и параллельных полевых исследований, можно рекомендовать для включения в состав особо охраняемых территорий Воронежской области:

  • левый берег реки Богучарка с преобладанием крутых коренных склонов южных экспозиций (у сел Вервековка, Бугаевка, Касьяновка);
  • правый берег р. Белая от с. Волоконовка до границы с Украиной;
  • левый берег р. Левая Богучарка между селами Марьевка и Липчанка;
  • склоны балки южной экспозиции от с. Травкино до с. Радченское;
  • балка Таранов Яр у с. Дядин;
  • склоны балки от с. Филоново до с. Грушовое;
  • урочища Бык и Сармин вблизи трассы М4 (Москва – Ростов-на-Дону);
  • урочище Берестовое в 1,5 км к северо-западу от Хрипунской степи [8].

Репьевский и Хохольский районы.

Согласно физико-географическому районированию территории Воронежской области, они относятся к Придонскому меловому району типичной лесостепи. В ландшафтном отношении территория представляет собой единую сложную систему тесно взаимосвязанных в процессе обмена веществом и энергией природно-территориальных комплексов, литогенную основу которых образуют преимущественно карбонатные мело-мергельные породы верхнемелового периода [12].

Высокими показателями фиторазнообразия отличаются левый берег реки Девица с преобладанием крутых коренных склонов южных экспозиций и многочисленные балки. Краснокнижные виды растений (Adonis vernalis L., Anemone sylvestris L., Clematis integrifolia, Iris pumila L., Stipa pennata) обнаружены на склонах юго-западных экспозиций юго-восточной окраины с. Истобное. Здесь также отмечена стабильная популяция Сурка европейского.

Обследовано урочище меловых обнажений к востоку от с. Краснолипье с уникальным флористическим комплексом с участием Genista tinctoria L., Delphinium sp., Iris aphylla и ряда других.

Большой интерес вызывают также степные склоны юго-восточнее с. Новосолдатка, с. Семидесятное и хут. Ключи с выходами меловых пород.

В Хохольском районе по склонам балок, открывающихся в р. Еманча слева, отмечены интересные степные участки. Так, в 0,5 км северо-западней с. Еманча-2 произрастает ряд краснокнижных видов: Adonis vernalis, Amygdalus nana L., Clematis integrifolia L., Stipa pennata L., Astragalus dolichophyllus Pall., Delphinium sp., Iris aphylla L., Centaurea ruthenica Lam.

Таким образом, геоинформационные технологии и данные ДЗЗ показали свою перспективность для определения характера распределения видов конкретной флоры по совокупности типов местообитаний, выделенных при визуальных наблюдениях и обработке геоботанических описаний. В природоохранной практике подобные исследования помогут выделять ненарушенные антропогенной трансформацией степные ландшафты с целью более оперативного и обоснованного расширения региональной сети ООПТ [7, 8]. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Алехин В.В. Теоретические проблемы фитоценологии и степеведения /
    В.В. Алехин. М. : Изд-во МГУ, 1986. 211 с.
  2. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ. Методическое пособие / Лабутина И.А., Балдина Е.А.; Всемирный фонд дикой природы (WWF России). Проект ПРООН/ГЭФ/МКИ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского экорегиона» М., 2011.  88 с.
  3. Кружалин В.И. Эколого-геоморфологический анализ территории // Вестник МГУ.   №4.  С. 11-15.
  4. Новаковский Б.А., Прасолов С.В., Прасолова А.И. Цифровые модели рельефа реальных и абстрактных геополей.  М.: Научный мир, 2003. 64 с.
  5. Паршутина Л.П. Степи Европейской России: разрушение стереотипов. Пример Ростовской, Саратовской, Воронежской и Волгоградской областей // Степной бюллетень.   № 28.  С. 50-52.
  6. Приказ Управления по экологии и природопользованию Воронежской обл. от 19.11.2009 N 1205 «Об утверждении стратегии развития особо охраняемых природных территорий регионального значения в Воронежской области». «Воронежский курьер». № 134. 24.11.2009.
  7. Прохорова О.В. Методические аспекты использования дистанционных материалов для расширения сети ООПТ (на примере Репьевского района Воронежской области) // Геоинформационное картографирование в регионах России. Воронеж, 2011.  С. 90-97.
  8. Прохорова О.В., Лисецкий Ф.Н. Применение геоинформационных технологий и данных дистанционного зондирования Земли для расширения сети ООПТ (на примере степных ландшафтов Воронежской области) // Вестник Воронежского гос. ун-та. Сер. География. Геоэкология. Воронеж, 2011.  № 1. С. 184-187.
  9. Рыжков О.В. Методическое пособие к семинару «Геоинформационные системы и особо охраняемые природные территории». Тула : Гриф и К., 2007.  240 с.
  10. Савельев А.А. Моделирование пространственной структуры растительного покрова (геоинформационный подход). Казань: Казанский гос. ун-т, 2004. 247 с.
  11. Флоринский И.В. Международный опыт использования цифровых моделей рельефа при автоматизированном анализе данных дистанционного зондирования // Геодезия и картография.   №12.  С. 38-44.
  12. Эколого-географические районы Воронежской области / Под ред. Ф.Н.Милькова. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1996.  216 с.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!