ИСТИНА

Проблема пастбищной дигрессии растительности остаётся одной из наиболее актуальных проблем для сохранившихся участков нераспаханных степей на юге Европейской части России. Территория исследования располагается в охранной зоне Государственного природного заповедника «Ростовский», которая включает в себя прибрежную часть целинной степи восточного отсека Пролетарского водохранилища (оз. Маныч-Гудило) с островом Безводный, участок заповедника «Островной» (о-ва Водный и Горелый). Наиболее распространёнными зональными типами растительности района исследования являют сухие дерновиннозлаковые степи, приуроченные к тёмно-каштановым и каштановым почвам. По долине Маныча они максимально продвинуты на запад и в бассейне озера Маныч-Гудило доминируют. Растительный покров долинных степей в охранной зоне заповедника «Ростовский» и в целом в бассейне озера Маныч-Гудило в значительной степени трансформирован в результате деятельности многочисленных овцеводческих хозяйств. Кроме того, на острове Водный обитает табун одичавших лошадей, постоянное пребывание и критический рост численности которых вызвали в последние годы значительное изменение растительности острова. В связи с этим возникла необходимость систематических наблюдений за состоянием естественных целинных степей находящихся под воздействием выпаса, а также получения оперативной информации о направлении и масштабах происходящих в них изменений. На современном техническом уровне проблема получения информации решается с помощью методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которые позволяют получать достаточно полный объем сведений о состоянии степных экосистем. Как известно, одним из основных проявлений пастбищной дигрессии является снижение продуктивности растительных сообществ, общее уменьшение запасов фитомассы и проективного покрытия травостоев. Упомянутые параметры могут быть отслежены методами дистанционного зондирования и последующего компьютерного анализа космоснимков, сопоставлены с данными о запасах надземной фитомассы, синтетическими параметрами травостоев, а также результатами полевого спектрометрирования. Один из наиболее важных результатов исследования – картографирование пастбищной нарушенности степной растительности на территории Ростовского природного заповедника (Орловский и Ремонтненский районы Ростовской области на границе с Калмыкией). 26.10 Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен Проект Проблема пастбищной дигрессии растительности крайне актуальна для сохранившихся нераспаханных участков степной растительности на юге европейской России, в особенности на территориях, прилегающих к Кумо-Манычской впадине (Ростовская область, Республика Калмыкия и Ставропольский край) и в особенности в бассейне озера Маныч-Гудило. Практически все нераспаханные участки степей в данном регионе используются как пастбищные угодья многочисленных животноводческих хозяйств. Широкомасштабная деградация природной среды степей может привести к нарушению естественного состояния охраняемых степных сообществ, потере устойчивости доминантных видов растений и формированию не типичных биотопов на данной территории.

The problem of pasture vegetation dysregulation remains one of the most urgent problems for the remaining areas of non-plowed steppes in the south of the European part of Russia. The study area is located in the protection zone of the State Nature Reserve "Rostovsky", which includes the coastal part of the virgin steppe of the eastern section of the proletarian reservoir (Lake Manych-Gudilo) with the island Bezvodny, the Ostrovnoy reserve area (Vodny and Gorely islands). The most common zonal types of vegetation in the study area are dry turf grasses associated with dark chestnut and chestnut soils. In the Manych valley, they are maximally advanced to the west and dominate in the Manych-Gudilo lake basin. The vegetation cover of the valley steppes in the conservation zone of the Rostovsky Reserve and in the whole in the Manich-Gudilo Lake Basin has been largely transformed as a result of the activity of numerous sheep farms. In addition, there is a herd of feral horses on the island of Vodny, a constant stay and a critical increase in the numbers of which caused a significant change in the vegetation of the island in recent years. In connection with this, it became necessary to systematically monitor the state of the natural virgin steppes under the influence of grazing, as well as to obtain operational information on the direction and scale of the changes occurring in them. At the modern technical level, the problem of obtaining information is solved with the help of methods of remote sensing of the Earth (RS), which make it possible to obtain a sufficiently complete volume of information about the state of steppe ecosystems. As is known, one of the main manifestations of pasture digression is a decrease in the productivity of plant communities, a general decrease in phytomass stocks and a projective covering of grass stands. These parameters can be tracked by methods of remote sensing and subsequent computer analysis of satellite images, compared with data on overground phytomass reserves, synthetic parameters of grass stands, and field spectrometry results. One of the most important results of the study is the mapping of pasture disturbance of steppe vegetation in the territory of the Rostov Natural Reserve (Orlovsky and Uppsala districts of the Rostov region on the border with Kalmykia). 26.10 The fundamental scientific problem, the solution of which is directed by the Project The problem of pasture vegetation dysregulation is extremely relevant for the remaining unraveled areas of steppe vegetation in the south of European Russia, especially in the territories adjacent to the Kumo-Manych depression (the Rostov Region, the Republic of Kalmykia and the Stavropol Territory) and especially in the Manych-Gudilo Lake basin. Almost all the unexplored parts of the steppes in this region are used as pasture lands of numerous livestock farms. Large-scale degradation of the natural environment of the steppes can lead to a violation of the natural state of protected steppe communities, the loss of stability of dominant plant species and the formation of non-typical biotopes in a given territory.

В результате исследования ожидается получить новые научные данные по запасам фитомассы естественной степной растительности на исследуемой территории. Расширение теоретических знаний в области развития технологии оценки состояния растительного покрова на основе методов дистанционного зондирования Земли и полевого спектрометрирования. Обоснование преимущества применения одних вегетационных индексов над другими при оценке биофизических характеристик растительного покрова. В данной работе важным элементом исследования растительного покрова является картографирование, которое включает в себя всестороннюю характеристику исследуемой территории и оценку состояния естественных ландшафтов. Примененная технология позволит обобщить большой фактический материал, объективно отразить общие свойства и особенности исследуемой территории и визуализировать их в виде карт пастбищной дигрессии.

В течение вегетационного сезона 2009 г, на базе НЭС ЮНЦ РАН «Маныч» были проведены полевые исследования, в ходе которых было заложено 40 опытных участков и на каждом из них проведены геоботанические исследования. В результате были построены линейные эмпирические зависимости между биомассой растительности и значением NDVI. Проведено исследование площадной динамики зеленой растительности по космическим снимкам на основе вегетационного индекса для установки оптимальных сроков подспутниковых наблюдений. По индексным изображениям, последовательно рассчитанным по космическим снимкам за 4 года съемок (2005-2008 гг.). Снимки со спутников серии Landsat дешифрировались с помощью визуального, полевого и камерального методов и обрабатывались компьютерными способами (самоорганизующийся способ кластеризации без обучения ISODATA, создание простых производных индексных изображений, генерализация). Проводилась оценка достоверности результатов классификации космических снимков путем комбинирования полевых и камеральных методов. На основе полевых данных и методов экспертного дешифрирования полученные классы интерпретировались как стадии пастбищной дигрессии. В ходе полевых исследований выделено 6 стадий пастбищной дигрессии, характерных для этой территории. Для проверки результатов дешифрирования построены профили NDVI (Normalised Difference Vegetation Index) из центров наиболее нарушенных контуров, где расположены кошары, к периферии. При удалении от них установлен рост значений индекса NDVI. На основе данных полевых исследований и методов ДЗЗ построена ландшафтная карта и карта пастбищной дигрессии бассейна озера Маныч-Гудило.

Публикация статьи по результатам исследования в рецензируемом журнале. Обоснование применения разработанных дистанционных методов как наиболее эффективного метода решения мониторинговых задач в сфере сельскохозяйственного производства, в первую очередь для определения допустимых пределов пастбищной нагрузки.