Файл: Приблизительно 6000 лет назад сельское хозяйство распространилось на большую часть континентов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 90
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Приблизительно 6000 лет назад сельское хозяйствораспространилось на большую часть континентов, что привело к расчистке территорий от местной растительности, а также отбору или одомашниванию травоядных животных. По мере роста и увеличения плотности населения местные флора и фауна были вытеснены благодаря практикам интенсивного растениеводства и содержания скота. Начавшееся около 1750 лет назад преобразование земель стало более интенсивным.Быстрое изменение характера землепользования оказываетрешающее влияние и по сегодняшний день.Многочисленные факторы привели к росту городови переходу от сельского образа жизни к городскому.Имеется много разных причин существования городов;разнообразие характерных особенностей городовможно соотнести с широким спектром функций,которые они выполняют: от транспортировки дообеспечения безопасности, включая, разумеется,рыночные функции, изначально связанные с излишкамисельскохозяйственной продукции, а затем и с другимитоварами и услугами, в том числе банковскими ифинансовыми. Как правило, города располагаются встратегически важных зонах: в торговых узлах, рядомс плодородными сельскохозяйственными угодьями,вблизи от государственных и военных комплексов и т. д.Размеры, темпы и характер урбанизации былиопределяющей характеристикой XX и XXI веков.Изменения в землепользовании, связанные снеобходимостью строительства городов и обеспеченияпотребностей растущего городского населения,приводят к иным изменениям окружающей среды.Городское населениезависит от производственных возможностей экосистем,выходящих далеко за пределы самих городов. Нарастающая в глобальном масштабе пробле-ма деградации земель – один из наиболее важныхвызовов существованию современной цивилиза-ции.Деградация почв затрагивает регионы по всему миру. Давайте посмотрим на некоторые цифры, показывающие состояние почвы во всем мире. 68% — эрозия почвы в Южной АмерикеЭрозия затрагивает более 68% почв в Южной Америке благодаря обезлесению и чрезмерному выпасу скота. Более половины земель в Аргентине, Мексике и Парагвае «непригодны для возделывания» из-за опустынивания.
динамике деградации земель в пределах определенной территории на основе интегральногопоказателя доли деградированных земель от общей площади, занимаемой наземнымиэкосистемами на анализируемой территории.В основе исследования лежит инструмент Trends.Earth, разработанный специально дляоценки НБДЗ и реализованный в качестве отдельного модуля ГИС платформы Q-GISРабота этого инструмента основана на анализе множества спутниковыхданных и материалов, представленных в открытых международных источниках информацииДля оценки динамики наземного покрова используются данные по наземному покрову затекущий год, который сравнивается с базовым годом.Все типы наземного покрова (37исходных классов, рекомендованных Межправительственной группой экспертов поизменению климата (IPCC, 2006; табл. 1) в целях глобального учета объединены в 7 классов(UNCCD, 2016a, b; Li et al., 2017). Так, например, в класс «сельскохозяйственные угодья»(Croplands) попадают не только пахотные земли, но и сенокосы, многолетние насаждения, в сочетании с другими угодьями. Важно отметить, чтопри интерпретации картографических материалов, отражающих эти классы, их сложнопрямо сравнивать с классификацией земель, принятой в России.Переходы одного класса в другой интерпретируется в терминах «положительный,нейтральный, отрицательный», что подразумевает, например, повышение устойчивости ипродуктивности экосистем в случае «положительных» переходовДля расчета динамики продуктивности наземного покрова используется среднегодовоезначение вегетационного индекса NDVI,NDVI (Normalizeddifferencevegetationindex, Нормализованный вегетационный индекс) — это числовой показатель качества и количества растительности на участке поля. Он рассчитывается по спутниковым снимкам и зависит от того, как растения отражают и поглощают световые волны разной длины. Например, растения для нашего глаза зелёные потому, что пигмент хлорофилл хорошо отражает зелёные волны.получаемого при анализе космических снимковMODIS и AVHHR. Результаты расчета изменений продуктивности наземного покроваагрегируются в 6 классов: улучшенные территории; стабильные; угнетенные; умеренноухудшенные; ухудшенные; территории, для которых нет данных.
Изменения запасов ПОУ – наиболее трудно оцениваемый индикатор. Сложности егоподсчета связаны с высокой пространственной изменчивостью свойств почв, а такженеобходимостью проведения почвенных обследований, которые требуют больших денежныхи временных затратПоказатель доли деградированных земель от общей площади суши (индикатор ЦУР ООН15.3) рассчитывается путем наложения картографических слоев трех индикаторов,приведенных выше, по принципу «всеобщего охвата», то есть если хотя бы один изиндикаторов в пределах конкретного пиксела картографируемой территории указывает надеградационные тренды, то этот объект относят к деградирующему. В зависимости отсочетания индикаторов тренды изменений этого интегрального показателя относят ккатегориям «улучшение», «стабильность» или «ухудшение». Примеры сочетаний исоответствующих трендов приведены в таблице 2.Рассмотрим исследование, проведенное на примере нескольких регионов ЮгаЕвропейской территории России для оценки нейтрального баланса деградации земель Исследования проводились для территорий четырех регионов, интенсивно используемыхв сельском хозяйстве и испытывающих разнообразные антропогенные воздействия,характеризующиеся деградацией земель с одной стороны, и восстановлением некоторыхучастков, с другой: Белгородская область, Воронежская область, Ставропольский край иВолгоградская область.Согласно расчетам, полученным с использованием Trend.Earth, наземный покров всех исследуемых регионов характеризуется преобладанием сельскохозяйственных территорий.Как видно из приведенных данных, наземный покров является относительно мало изменяющимся индикатором динамики земель для освоенных сельскохозяйственных регионов, которыми являются исследуемые области. Его изменения не превышают 2%, заисключением Ставропольского края, для которого характерно возвращение больших массивов залежных земель в пашню в последние годыПродуктивность является для данныхтерриторий более динамичным параметром по сравнению с наземным покровом:территории, не относящиеся к стабильным по данному параметру, составляют болееполовины территории во всех регионах.Так, практически во всех регионах хорошо фиксируется снижение продуктивностисельскохозяйственных угодий при активно развивающихся эрозионных процессах.
Наибольшая доля земель с падающей продуктивностью характерна именно длятерриторий с растущими оврагами и сильно эродированными почвамиПомимо водной эрозии, снижение продуктивности за 15 лет хорошо диагностируется вслучае роста переувлажнения территории (рис. 7 А), засоления и замочаривания (рис. 7 Б),деградации пастбищ (рис. 7 В)Метод оценки динамики деградацииземель с использованием расчетного модуля Trands.Earth исходит из того, что изменения взапасах почвенного органического углерода происходят не независимо, а связаны сизменениями наземного покрова. «Негативные» изменения наземного покрова (согласноприведенной выше матрице переходов) приводят к уменьшению содержания почвенногоорганического углерода и наоборот.Для точной характеристики данного индикатора (органический углерод)необходимо использованиедополнительных национальных и региональных данных. Но в настоящее время официальныерегиональные данные за требуемый период в большинстве случаев отсутствуют. Поэтому вближайшее время можно рекомендовать замену данного индикатора на болееинформативный аналог, к которому в разных случаях могут быть отнесены, например,степень развития эрозионных процессов, наличие доступной влаги в почвах в периодвегетации, и др.Расчет Доля деградированных земель от общей площади территорииза пятнадцатилетний период с 2001 по 2015 по исследуемымрегионам приведен на рисунке . Как видно из рисунка, все сельскохозяйственныерегионы отличаются высокой долей приращения деградированных земель за последние 15лет, несмотря на проводимые почвозащитные и природоохранные мероприятия. Посравнению со среднероссийскими показателями (12.3%; Деградация земель ..., 2019) ониоказываются превышены в большинстве регионов в 2.8 и более раз исследование, проведенное на примере нескольких регионов ЮгаЕвропейской территории России, показало, что расчетный модуль Trends.Earth ,для оценки нейтрального баланса деградации земель,предоставляет достаточно информативные данные осостоянии земель на региональном уровне. Достоинством (хотя в определенной степени недооцененным) используемой методикиявляется то, что она демонстрирует не столько актуальное состояние земель, сколькоизменения, произошедшие за определенный период, причем достаточно короткий (10-15-20 лет). Поэтому если «улучшение» или «ухудшение» явно привлекают внимание ученых и
25% — риск опустынивания европейских земель
Примерно четверть территории европейского континента находится под угрозой опустынивания. Большая ее часть сосредоточена в Южной Европе. Средиземноморье, безусловно, является европейским регионом, наиболее подверженным деградации почв и опустыниванию, имея самый высокий общий уровень эрозии и самый низкий уровень органического вещества почвы. Здесь сосредоточена бОльшая часть мирового производства оливкового масла, орехов, томатов и вин.Более 12,3% — доля деградированных земель в России
В 2020 году российские ученые оценили состояние земель в России на основе концепции нейтрального баланса их деградации. С использованием принципа “полного охвата” расчет для России в целом показывает долю деградированных земель 12.3%, что представляется сильно усредненным показателем для страны с высоким разнообразием социально-экономических и физикогеографических условий. Варьирование доли деградированных земель, рассчитанной по данному методу, составляет от около 63–67% в Ростовской и Волгоградской областях до менее 1% в Амурской, Калужской и Ивановской областях.65% — деградация земель в Африке
В Африке деградирует до 65% продуктивных земель, а опустынивание затрагивает 45% территории континента. Огромную часть этой проблемы составляет обезлесение.Чистая потеря лесов в Африке продолжает расти, и, по последним оценкам, ежегодные потери составляют 4 млн га леса. Концепция нейтрального баланса земельНейтральный баланс деградации земель (НБДЗ; исходное название «Land DegradationNeutrality» (LDN)) – новейшая концепция, разрабатываемая в рамках деятельностиКонвенцией ООН по борьбе с опустыниванием (КБО ООН), позволяющая осуществлятьмониторинг состояния земель с помощью минимального набора основных глобальныхиндикаторов. НБДЗ определяется как «состояние, при котором количество и качествоземельных ресурсов, необходимое для поддержания функций и услуг экосистемы иповышения продовольственной безопасности, остается стабильным или растет в рамкахзаданных временных и пространственных масштабов и экосистем» (UNCCD, 2015).К основным глобальным индикаторам НБДЗ относят динамику наземного покрова,динамику продуктивности земель, динамику запасов почвенного органического углерода(ПОУ). Комплексное использование указанных индикаторов позволяет делать заключения одинамике деградации земель в пределах определенной территории на основе интегральногопоказателя доли деградированных земель от общей площади, занимаемой наземнымиэкосистемами на анализируемой территории.В основе исследования лежит инструмент Trends.Earth, разработанный специально дляоценки НБДЗ и реализованный в качестве отдельного модуля ГИС платформы Q-GISРабота этого инструмента основана на анализе множества спутниковыхданных и материалов, представленных в открытых международных источниках информацииДля оценки динамики наземного покрова используются данные по наземному покрову затекущий год, который сравнивается с базовым годом.Все типы наземного покрова (37исходных классов, рекомендованных Межправительственной группой экспертов поизменению климата (IPCC, 2006; табл. 1) в целях глобального учета объединены в 7 классов(UNCCD, 2016a, b; Li et al., 2017). Так, например, в класс «сельскохозяйственные угодья»(Croplands) попадают не только пахотные земли, но и сенокосы, многолетние насаждения, в сочетании с другими угодьями. Важно отметить, чтопри интерпретации картографических материалов, отражающих эти классы, их сложнопрямо сравнивать с классификацией земель, принятой в России.Переходы одного класса в другой интерпретируется в терминах «положительный,нейтральный, отрицательный», что подразумевает, например, повышение устойчивости ипродуктивности экосистем в случае «положительных» переходовДля расчета динамики продуктивности наземного покрова используется среднегодовоезначение вегетационного индекса NDVI,NDVI (Normalizeddifferencevegetationindex, Нормализованный вегетационный индекс) — это числовой показатель качества и количества растительности на участке поля. Он рассчитывается по спутниковым снимкам и зависит от того, как растения отражают и поглощают световые волны разной длины. Например, растения для нашего глаза зелёные потому, что пигмент хлорофилл хорошо отражает зелёные волны.получаемого при анализе космических снимковMODIS и AVHHR. Результаты расчета изменений продуктивности наземного покроваагрегируются в 6 классов: улучшенные территории; стабильные; угнетенные; умеренноухудшенные; ухудшенные; территории, для которых нет данных.
Изменения запасов ПОУ – наиболее трудно оцениваемый индикатор. Сложности егоподсчета связаны с высокой пространственной изменчивостью свойств почв, а такженеобходимостью проведения почвенных обследований, которые требуют больших денежныхи временных затратПоказатель доли деградированных земель от общей площади суши (индикатор ЦУР ООН15.3) рассчитывается путем наложения картографических слоев трех индикаторов,приведенных выше, по принципу «всеобщего охвата», то есть если хотя бы один изиндикаторов в пределах конкретного пиксела картографируемой территории указывает надеградационные тренды, то этот объект относят к деградирующему. В зависимости отсочетания индикаторов тренды изменений этого интегрального показателя относят ккатегориям «улучшение», «стабильность» или «ухудшение». Примеры сочетаний исоответствующих трендов приведены в таблице 2.Рассмотрим исследование, проведенное на примере нескольких регионов ЮгаЕвропейской территории России для оценки нейтрального баланса деградации земель Исследования проводились для территорий четырех регионов, интенсивно используемыхв сельском хозяйстве и испытывающих разнообразные антропогенные воздействия,характеризующиеся деградацией земель с одной стороны, и восстановлением некоторыхучастков, с другой: Белгородская область, Воронежская область, Ставропольский край иВолгоградская область.Согласно расчетам, полученным с использованием Trend.Earth, наземный покров всех исследуемых регионов характеризуется преобладанием сельскохозяйственных территорий.Как видно из приведенных данных, наземный покров является относительно мало изменяющимся индикатором динамики земель для освоенных сельскохозяйственных регионов, которыми являются исследуемые области. Его изменения не превышают 2%, заисключением Ставропольского края, для которого характерно возвращение больших массивов залежных земель в пашню в последние годыПродуктивность является для данныхтерриторий более динамичным параметром по сравнению с наземным покровом:территории, не относящиеся к стабильным по данному параметру, составляют болееполовины территории во всех регионах.Так, практически во всех регионах хорошо фиксируется снижение продуктивностисельскохозяйственных угодий при активно развивающихся эрозионных процессах.
Наибольшая доля земель с падающей продуктивностью характерна именно длятерриторий с растущими оврагами и сильно эродированными почвамиПомимо водной эрозии, снижение продуктивности за 15 лет хорошо диагностируется вслучае роста переувлажнения территории (рис. 7 А), засоления и замочаривания (рис. 7 Б),деградации пастбищ (рис. 7 В)Метод оценки динамики деградацииземель с использованием расчетного модуля Trands.Earth исходит из того, что изменения взапасах почвенного органического углерода происходят не независимо, а связаны сизменениями наземного покрова. «Негативные» изменения наземного покрова (согласноприведенной выше матрице переходов) приводят к уменьшению содержания почвенногоорганического углерода и наоборот.Для точной характеристики данного индикатора (органический углерод)необходимо использованиедополнительных национальных и региональных данных. Но в настоящее время официальныерегиональные данные за требуемый период в большинстве случаев отсутствуют. Поэтому вближайшее время можно рекомендовать замену данного индикатора на болееинформативный аналог, к которому в разных случаях могут быть отнесены, например,степень развития эрозионных процессов, наличие доступной влаги в почвах в периодвегетации, и др.Расчет Доля деградированных земель от общей площади территорииза пятнадцатилетний период с 2001 по 2015 по исследуемымрегионам приведен на рисунке . Как видно из рисунка, все сельскохозяйственныерегионы отличаются высокой долей приращения деградированных земель за последние 15лет, несмотря на проводимые почвозащитные и природоохранные мероприятия. Посравнению со среднероссийскими показателями (12.3%; Деградация земель ..., 2019) ониоказываются превышены в большинстве регионов в 2.8 и более раз исследование, проведенное на примере нескольких регионов ЮгаЕвропейской территории России, показало, что расчетный модуль Trends.Earth ,для оценки нейтрального баланса деградации земель,предоставляет достаточно информативные данные осостоянии земель на региональном уровне. Достоинством (хотя в определенной степени недооцененным) используемой методикиявляется то, что она демонстрирует не столько актуальное состояние земель, сколькоизменения, произошедшие за определенный период, причем достаточно короткий (10-15-20 лет). Поэтому если «улучшение» или «ухудшение» явно привлекают внимание ученых и