В РАЗВИТИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ИДЕНТИФИКАЦИИ И МОНИТОРИНГУ ВТОРИЧНЫХ СТЕПЕЙ ПОСТЦЕЛИННОГО ПРОСТРАНСТВА МЕТОДАМИ ДЗЗ 

TO METHODIC APPROACHES DEVELOPMENT TO IDENTIFICATION AND MONITORING OF POST-VIRGIN LANDS AREA SECONDARY STEPPES WITH REMOTE SENSING METHODS 

С.В. Левыкин, Г.В. Казачков, И.Г. Яковлев, Д.А. Грудинин

S.V. Levykin, G.V. Kazachkov, I.G. Yakovlev, D.A. Grudinin 

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)

(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11) 

Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)

(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya Str., 11)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В работе кратко изложены проблемы сохранения целинных и вторичных степей на постцелинном пространстве, приведены сведения об исследованиях степных плакоров, ставится задача определения достоверных ключей дешифрации специфических аспектов зарослей перистых ковылей для целей мониторинга вторичных степей, в т.ч. в исторической ретроспективе момента их максимального расцвета.

There is a brief outline of virgin and secondary steppe conservation problem for the post-virgin lands area. Information on research into steppe flatlands is given. The task of finding reliable description keys for specific feather grass field aspects for secondary steppe monitoring, including retrospective into their maximal spread. 

Для современного этапа степеведения, комплексно изучающего свой основной объект – степи Северной Евразии, приоритетным предметом выступают зональные ковыльные степные экосистемы на полнопрофильных почвах с набором титульных видов как наиболее пострадавшие и получившие исторический шанс на частичную самореабилитацию. Практически безнадежная по всем параметрам ситуация с плакорными степями Евразии начала принципиально изменяться к лучшему по мере проведения социально-экономических преобразований на постсоветском пространстве.

Острота природоохранных проблем степей и динамичность процессов, начиная с 1990-х гг., способствовали целенаправленному пошаговому изучению степной зоны на предмет сохранения, возможностей восстановления степных плакоров, а несколько позже – их генезиса и перспективности управления.

Еще раз подчеркнем, что после подъема целины именно плакорный тип степного ландшафта оказался практически полностью уничтоженным, и, считавшаяся малообратимой, геоэкологическая катастрофа степей связывалась именно с запредельной распашкой. Спустя тридцать лет мы отчетливо помним тот глубокий реквием по степям, который служил своеобразным наглядным примером безвозвратной потери не отдельного вида или ландшафта, а фактически целого биома. К сожалению, наши ожидания всесторонней поддержки и приветствия процессов самовосстановления степей в XXI веке не подтвердились. По мере затухания «зеленой волны» конца XX века уменьшение пресловутой запредельной доли пашни и соответственно появление новых степей вновь стало восприниматься не как позитивный экологический процесс, а как новый символ разрухи и запустения в сельском хозяйстве, как наглядный памятник социально-экономическим проблемам. В этой обстановке остается лишь в рамках имеющихся возможностей зафиксировать для истории и потомков те восстановительные процессы, которые спонтанно протекали на огромных территориях в относительно короткий промежуток времени.

Нами поэтапно были проведены масштабные полевые исследования адекватные специфике эпохи. Так, в 1990-е нами в Заволжско-Уральском степном экорегионе удалось выявить целый ряд целинных степных плакоров площадью от 10 до 800 га. Так же были выявлены крупнейшие в Евразии массивы разнотравно-ковыльных степей на землях МО, в т.ч. переданных в народное хозяйство. Так, удалось организовать областной памятник природы Акжарская степь (порядка 15 тыс. га) и пятый участок ГПЗ «Оренбургский» «Предуральская степь», где осуществляется один из самых масштабных и успешных проектов по реинтродукции лошади Пржевальского [4].

Далее разработка фундаментальных представлений о степном плакоре, ядре зональной типичности степей и предложенном нами бихолдере совпала с грандиозным уникальнейшим природно-антропогенным экспериментом по самовосстановлению степных экосистем на залежных землях, масштабы которых были сопоставимы с объемами освоения целинных земель. По мере изучения постцелинного пространства на предмет самореабилитации лессингоковыльных степей удалось подтвердить, а в ряде случаев и установить, удивительные свойства титульных степных видов как агрессивных внедренцев, которые при определенных условиях быстро осваивают свободное пространство, формируя экосистемный базис вторичных степей [7, 12].

По полученным данным нам удалось установить логическую схему развития целинной агроструктуры во вторичную степь. При этом подчеркнем, что вцелом не подтвердился реквием 1980-х по безвозвратной утрате степей, титульные степные виды благодаря свойству агрессивных внедренцев, прежде всего ковыль Лесинга, оказались исключительно живучими и быстро, за 10-15 лет, сформировали по сути вторичные степи, которые на данном этапе своего развития возможно превзошли целинные по продуктивности и эстетическим качествам – имеется ввиду прежде всего наличие массового генеративного аспекта ковыля Лессинга и иных степных фитодоминантов, а так же сурка, стрепета [5].

Изучение процессов самовосстановления степных экосистем так же позволило нам ввести в научный оборот такие понятия как «модель степи», которая в дальнейшем дифференцировалась на идеализированную и конструктивную, а также систему титульных степных видов. Всеми этими понятиями нами подчеркивался с одной стороны высокий потенциал самореабилитации степных экосистем, с другой стороны – необходимость поддержания наиболее продуктивных стадий развития степных фитоценозов. На эту идею нас натолкнуло так называемое стихийное землепользование, в процессе которого неоднократно происходили распашка и заброс угодий, в т.ч. на одних и тех же местах [6].

Изучение этих процессов специфично, требует одновременного использования масштабных полевых обследований и данных ДЗЗ, однако существующие методы диагностики залежных земель по общедоступным снимкам дают лишь общее представление о наличии залежных массивов не констатируя степень и глубины самовосстановления степных экосистем [2, 10, 11]. Основные результаты проведенных исследований в этом направлении свидетельствуют, что достоверно констатируется дифференциация пространства на лесные, водные земли, пашню и на трудно дифференцируемые травянистые пространства от бурьянов, паров и молодых залежей до калдана на целине. Проблема состоит в нахождении ключей дешифрации основных типов степной и залежной растительности. До сих пор нет достоверных данных: в какой краткосрочный период и на каком пространстве была максимальная экспансия вторичных степей начала XXI века.

Эти проблемы отчасти нами решались длительными масштабными полевыми обследованиями заранее выделенных по данным ДЗЗ залежных массивов. Зачастую, эти массивы на момент полевого обследования оказывались распаханными, а вторичные степи обнаруживались на полевом маршруте. К сказанному добавим, что специфика полевого обследования вторичных степей заключается в преодолении длительного бездорожья, связанного с тем, что как правило массивы таковых находятся в удаленных труднодоступных местах на административных и государственных границах.

Очевидно, что при таком общем подходе нам удалось детально обследовать лишь постцелинное пространство Заволжско-Уральского степного экорегиона [8]. На этот предмет оказались не обследованы крупные регионы российского степного Заволжья, Западная Сибирь, Северный и Центральный Казахстан. Остается только сожалеть, что факт максимального расцвета вторичных степей, пришедшийся на 2010-2016 гг. оказался достойно не обследованным научным сообществом и не оцененным.

В то же время, вероятно, сохранились снимки этого обширного пространства в начале XXI века в диапазоне, позволяющем идентифицировать вторичные степи и констатировать момент их максимального развития. На наш взгляд, это был бы уникальный информационный ресурс, имеющий системную ценность и требующий ввода в научный оборот.

Нами была составлена база данных вторичных степей, в основном для Заволжско-Уральского степного региона включая Тургайскую столовую страну [13]. Общеизвестно, что начиная с 2005-2008 гг. и по сей день в результате неоцелинной аграрной политики в России и Казахстане происходит массовая распашка залежных земель включая и вторичные степи.  Мы ежегодно теряем несколько массивов, основная масса которых нам и научному сообществу не известна. В этой связи, резюмируя вышесказанное, считаем, что необходимо принципиальным образом модернизировать методику выявления и мониторинга, в т.ч. за истекшие годы, ковыльных зарослей, которые по существу являются экосистемым фундаментом степей и признаются нами как вторичные степи постцелинного пространства.

Выдвигаемая нами аспективная парадигма мониторинга динамики вторичных степей основана на доказанном и подтвержденном факте свойства агрессивного внедренца у ковылей перистого и Лессинга, на известном факте возможности диагностики ковыля Лессинга в аэрофотосъемке [1], а также на предположении о том, что массовый аспект цветущих ковылей может идентифицироваться из космоса. Таким образом, территориальная экспансия может быть учтена и оценена по генеративным аспектам серебристо-белого цвета, фиксируемым в том числе дистанционно. Вполне вероятно, что необходимая база пространственно распределенных данных о спектральных характеристиках уже накоплена в т.ч. за период наивысшего расцвета вторичных степей.

Решая задачи познания организации постцелинного пространства начала XXI века и желая найти и сохранить ценную информацию для будущих поколений, ставим своей целью:

  • достоверно констатировать все этапы продвижения территориальной экспансии вторичных степей в начале 2010-х гг.;
  • вести мониторинг пространственного распределения вторичных степей методами ДЗЗ;
  • наблюдать сроки и многолетние ритмы выраженности цветения ковылей на постцелинном пространстве.

В конечном итоге надеемся, что будет сформирована уникальная «аспектная маска» - база данных о ковыльных степях, позволяющая проследить их пространственное распределение и развитие в прошлом и настоящем.

Ключевым моментом для достижения поставленной цели является получение спектральной карты цветущих серебристо-белых зарослей ковылей в начале лета. На данном этапе возможны следующие варианты решения этой задачи.

  1. Возможно, такие спектральные карты уже получены для зарослей ковыля Лессинга и других титульных видов степей (ковыль перистый, ковыль Залеского, типчак, тонконог, житняк, и т.п.).
  2. Создать карту реэкспансии ковыля Лессинга на основе анализа существующих мультиспектральных космоснимков, используя ключевые участки в наиболее «ковыльные» годы в период с 2000 по 2017 гг. Интенсивность формирования генеративных побегов, и соответственно аспекта и урожая семян, у ковыля Лессинга колеблется в очень широких пределах, например, от 0 до 1683 семян на кв. метр на ключевых участках Северного Казахстана [3]. В нашем понимании, «ковыльный» год – это год массового цветения и плодоношения. В XXI веке такими были 2005, 2012, 2014 годы, 2016 г. (Приуралье). Практически полное отсутствие генеративного полога или аспекта наблюдалось в 2013, 2015, 2018 годы.
  3. При помощи ручного спектрорадиометра на ряде ключевых участков получить спектральные характеристики зарослей ковыля Лессинга для последующего сопоставления с данными ДЗЗ на эти же участки в то же самое время. В случае аренды прибора для компенсации возможного отсутствия аспекта на ключевых участках предполагается дополнительное осеннее увлажнение научного полигона.

В случае успешного получения ключей дешифрации ковыльных зарослей возможно изучение на предмет их распределения всей ландшафтной панорамы постцелинного пространства как в режиме онлайн, так и в исторической ретроспективе. Рискнем предположить, что научная ценность обработанных снимков для географии и степеведения будет не ниже ценности отпечатков живых организмов минувших геологических эпох для палеонтологии.

Особое значение достоверная методика изучения постцелинного пространства на предмет экспансии вторичных степей получает при проектировании степных экологических каркасов, прежде всего выделении степных ядер, состоящих из целинных и вторичных степей, и определения перспективных экологических коридоров. Данная методика существенно расширит перспективы исследований динамики и структуры угодий бассейнов малых рек постцелинного пространства [9]. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Авдеев В.Д. Влияние битуминозности грунтов на растительность в Прикаспийской части черных земель // Ученые записки Ульяновского государственного педагогического института. 1956. Вып. 9. С. 141-154.
  2. Калуцкова Н.Н. Тельнова Н.О., Дронин Н.М. Динамика биологической продуктивности степных экосистем Оренбургского заповедника: анализ по данным дистанционного зондирования // Оренбургский заповедник: значение для сохранения степных экосистем России и перспективы развития: Труды Государственного природного заповедника «Оренбургский». Вып. 1. Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2014. С. 89-91.
  3. Комплексная характеристика основных растительных сообществ пустынных степей Центрального Казасхтана. Часть 3. Биокомплексные исследования в Казахстане. Л.: Наука, 1976. 292 с.
  4. Левыкин С.В., Вельмовский П.В., Казачков Г.В., Яковлев И.Г. Эколого-географические проблемы и перспективы сохранения ядра зональной типичности степей Оренбуржья // Трешниковские чтения 2018. Современная географическая картина мира и технологии географического образования: Материалы всерос. науч.-практ. конф., посвящ. памяти акад. А.Ф. Трешникова. Ульяновск, УлГПУ им. И.Н. Ульянова, 2018. С. 178-180.
  5. Левыкин С.В., Казачков Г.В. К обоснованию концепции титульных биологических объектов степей Северной Евразии // Биологическое разнообразие азиатских степей: Материалы III междунар. науч. конф. (24-27.04. 2017, г. Костанай, Казахстан) / под науч. ред. Е.А. Абiль, Т.М. Брагиной. Костанай: КГПИ, 2017. С. 32-36.
  6. Левыкин С.В., Казачков Г.В. Степной вопрос России: от степеведения к степеномии // Успехи современной науки и образования. 2017. Т. 6. № 3. С. 211-219.
  7. Левыкин С.В., Казачков Г.В. Stipa lessingiana в самореабилитации зональных степных ландшафтов и возможности Красных Книг по их защите // Флора и растительность Центрального Черноземья – 2013: Материалы межрегиональной науч. конф. (г. Курск, 6 апр. 2013 г.). Курск, 2013. С. 112-115.
  8. Левыкин С.В., Нурушев М.Ж., Казачков Г.В., Яковлев И.Г., Грудинин Д.А. Специфика, проблемы и перспективы самовосстановления ландшафтно-биологического разнообразия степей на постцелинном пространстве Заволжско-Уральского экорегиона // Вестник Оренбургского государственного университета. 2017. № 11(211). С. 98-101.
  9. Падалко Ю.А. Аспекты применения данных дистанционного зондирования для географо-гидрологических исследований речных бассейнов в условиях степной зоны Российской Федерации // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения. Новочеркасск: Лик, 2017. С.266-269.
  10. Рогова Н.В., Скворцов В.Э. Выделение степных массивов в Европейской части России по спутниковым снимкам. // Степной бюллетень. 2014. Вып. 42. С.23-30.
  11. Тельнова Н.О., Калуцкова Н.Н., Дронин Н.М. Анализ динамики биологической продуктивности ландшафтов заповедных территорий степной зоны Восточной европы по данным дистанционного зондирования // Географiя, картографiя, географiчна освiта: исторiя, методологiя, практика. Видавничий дiм «Родовiд» Чернiвцi, 2014. С. 64-65.
  12. Чибилёва В.П., Левыкин С.В., Яковлев И.Г., Казачков Г.В., Грудинин Д.А., Левыкина Н.П. Новые лессингоковыльные степи XXI века // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. №6 (56). С. 186-188.
  13. Яковлев И.Г.К выявлению, мониторингу и динамике целинных и вторичных степных экосистем в Заволжско-Уральском регионе Природное наследие России: сб. науч. ст. Междунар. науч. конф., посвящ. 100-летию национального заповедного дела и Году экологии России (г. Пенза, 23-25 мая 2017 г.) / под ред. Л.А. Новиковой. Пенза: изд-во ПГУ, 2017. С. 103-105.

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