Хозяйственное воздействие на пастбищные экосистемы различных регионов Казахстана ,требует все большего внимания к проблеме сохранения их продуктивности, так как естественные кормовые угодья являются решающими для создания прочной кормовой базы. Применение космических методов исследования, при инвентаризации растительности, в значительной степени связано с большими площадями и труднодоступности территорий. Подспутниковые исследования, обладая значительной обзорностью и информативностью, позволяют объективно оценить обстановку и принять эффективные меры
Разработка методики дистанционной оценки продуктивности пастбищ основана на материалах подспутниковых исследований пустынной и сухостепной растительности пастбищ. В результате исследований 2010 г. был разработан метод года-аналога для оценки продуктивности пастбищ, основанный на сравнении распределения NDVI для текущего года с банком многолетних спектральных образов на тестовых участках; определении поправочных коэффициентов и расчете продуктивности по контурам типов пастбищ по следующим формулам
R= (NDVIтек- NDVImax)/ (NDVImax- NDVImin),
Yтек= Ymin + R (Ymax- Ymin)
где NDVIтек – интегральная величина, рассчитываемая как сумма декадных максимальных значений NDVIдля весеннего и летнего сезонов текущего года; NDVImax, NDVImin– интегральные величины, рассчитываыеая как сумма декадных максимальных и минимальных значений NDVIдля весеннего и летнего сезонов в период с 2001 по 2011 г.г.; Yтек – урожай пастбищ для данной растительной ассоциации по сезонам.
В 2011 году этот метод применялся для расчета сезонной продуктивности пустынных, полупустынных и сухостепных пастбищ на территории Карагандинской и Алматинской областей. К решению поставленной задачи были привлечены данные TERRA/MODIS (разрешение 250 м) за 2001-2011 гг. для анализа NDVI; данные полевых обследований продуктивности пастбищ на тестовых участках; информация из базы данных по типам и продуктивности кормовых угодий специально разработанной ГИС «Пастбища Казахстана». В базу вошли картографические материалы «Карты кормовых угодий Казахской ССР» и информация из ее легенды, отражающая сезонную максимальную и минимальную урожайность для различных растительных ассоциаций.
Первым этапом тематической обработки являлось построение ежедекадных карт NDVI по снимкам MODIS за период с 2001 года по 2011 г. пример для одного для ковыльно-злаковой растительности с участием люцерны (контур № 251 Шетского полигона) приведен в таблице 1.
Таблица 1
Ежедекадные данные NDVI
по снимкам MODIS для участка №251
декады |
2001 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
min |
max |
04-d1 |
0,21 |
0,22 |
0,15 |
0,23 |
0,21 |
0,06 |
0,15 |
0,1 |
0,2 |
04-d2 |
0,29 |
0,23 |
0,18 |
0,26 |
0,21 |
0,18 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
04-d3 |
0,28 |
0,28 |
0,34 |
0,3 |
0,27 |
0,25 |
0,38 |
0,2 |
0,4 |
05-d1 |
0,34 |
0,33 |
0,42 |
0,33 |
0,36 |
0,38 |
0,28 |
0,3 |
0,4 |
05-d2 |
0,41 |
0,36 |
0,5 |
0,46 |
0,4 |
0,43 |
0,48 |
0,4 |
0,5 |
05-d3 |
0,45 |
0,41 |
0,57 |
0,52 |
0,47 |
0,53 |
0,55 |
0,4 |
0,6 |
06-d1 |
0,54 |
0,46 |
0,6 |
0,53 |
0,45 |
0,63 |
0,51 |
0,5 |
0,6 |
06-d2 |
0,57 |
0,55 |
0,59 |
0,54 |
0,4 |
0,62 |
0,49 |
0,4 |
0,7 |
06-d3 |
|
0,5 |
0,54 |
0,44 |
0,4 |
0,6 |
0,47 |
0,4 |
0,7 |
07-d1 |
0,55 |
0,58 |
0,59 |
0,49 |
0,34 |
0,51 |
0,55 |
0,3 |
0,6 |
07-d2 |
0,44 |
0,59 |
0,61 |
0,42 |
0,31 |
0,43 |
0,54 |
0,3 |
0,7 |
07-d3 |
|
0,59 |
0,64 |
0,45 |
0,37 |
0,49 |
0,52 |
0,4 |
0,6 |
На основании этих данных мы определяли NDVImaxи NDVImin для каждой декады и каждого пикселя весеннего и летнего сезона за период с 2001 по 2011 годы, и распределение этих же значений NDVI для текущего года. В качестве примера на рисунке 1 представлены результаты для ковыльно-злаковой растительности с участием люцерны (полевой контур № 251 Шетского полигона).
Рис.1 Значения NDVImaxиNDVIminза период 2001-2010 г.г.,
NDVI2011 г.
Расчет урожайности по выше приведенным формулам проведены для всех растительных ассоциаций тестовых участков полигонов. В качестве примера в таблице 2 приведены результаты расчета урожайности для пастбищ, наблюдаемых на полигоне «Бозой» Алматинской области.
Таблица 2 Урожайность растительных ассоциаций полигонов Алматинской области, полученная экспериментально и в полевых условиях.
<td style=”width: 48.15pt;border-top: none;border-left
№ | раст. | NDVI | NDVI | NDVI | коэфиц. | урож. | наземные |
контура | сообщ. | max | min | тек-й | расчетная | данные | |
ц./га | ц./га | ||||||
эфемерово- | |||||||
30 |
разнотравные |
0,563 |
0,14 |
0,23 |
0,52 |
4,02 |
5,32 |
эфемерово- | |||||||
31 |
полынные |
0,547 |
0,16 |
0,25 |
0,4 |
5,2 |
5,9 |
бобово- | |||||||
32 |
разнотравные |
0,499 |
0,17 |
0,23 |
0,33 |
4,65 |
6,32 |
эфемерово- | |||||||
33 |
разнотравные |
0,543 |
0,17 |
0,26 |
0,39 |
3,76 |
3,7 |
разнотравно- | |||||||
218 |
бобовые |
0,47 |
0,15 |
0,28 |
0,53 |
7,2 |
8,2 |
разнотравно- | |||||||
219 |
терескеновые |
0,427 |
0,16 |
0,23 |
0,43 |
3,72 |
4,2 |
разнотравно- | |||||||
220 |
бобовые |
0,459 |
0,15 |
0,24 |
0,31 |
4,55 |
5,9 |
221 |
эфемеровые |
0,454 |
0,14 |
0,27 |
0,29 |
3,72 |
3,7 |
разнотравно- | |||||||
222 |
терескеновые |
0,336 |
0,15 |
0,32 |
0,7 |
4,8 |
4 |
223 |
эфемеровые |
0,353 |
0,15 |
0,32 |
0,56 |
4,1 |
3,2 |
злаково- | |||||||
224 |
жузгуновые |
0,394 |
0,17 |
0,28 |
0,32 |
4,48 |
4,1 |
злаково- | |||||||
225 |
жузгуновые |
0,296 |
0,16 |
0,31 |
0,66 |
3,66 |
5,3 |
226 |
эфемеровые |
0,521 |
0,13 |
0,36 |
0,26 |
4,76 |
3,6 |
терескеново- | |||||||
1 |
полынные |
0,412 |
0,2 |
0,29 |