Проблема и цель.Факт направленного изменения климата за последние десятилетия уже не вызывает споров ученых. Тренд изменения на территории России в сторону потепления является основой для вывода о том, что условия для возделывания сельскохозяйственных культур становятся более благоприятными и в России ожидается расширение площадей посевов и рост урожаев. Но, при таких прогнозах не учитывается пригодность земель для возделывания культур по почвам и рельефу. Целью исследований было восполнить этот пробел. Методология. Был проведен анализ пригодности земель российской Арктики (территория страны севернее 60 градусов северной широты) для возделывания таких культур как озимая пшеница, яровой ячмень, озимая рожь, кукуруза на зерно, подсолнечник на семя и картофель с учетом почв, рельефа и климата в рамках сценариев, предусматривающих то, что климат территории изменится до оптимального для рассматриваемых культур. Пространственные сценарии строились в ГИС. При оценке пригодности земель использовано правило максимальной лимитации. Результаты. Установлено, что в наибольшей степени прирост пригодных площадей можно ожидать в Якутии, Архангельской области и Республике Коми. В наименьшей степени изменение климата может сказаться на площадях пригодных земель в Ленинградской, Магаданской и Мурманской областях. Заключение. Ожидаемые изменения климата в российской Арктике в сторону его большей благоприятности для возделывания сельскохозяйственных культур вряд ли приведут к 2100 году к возможности существенного расширения площадей посевов практически всех проанализированных культур из-за неблагоприятных почвенных условий и условий рельефа.
Спутниковый мониторинг площадей посевов сельскохозяйственных культур на больших территориях является одной из основных целей сельскохозяйственного мониторинга, однако оценка качества получаемых данных проводится редко. Целью исследований была оценка качества результатов определения площадей посевов озимых культур по спутниковым данным сервиса ВЕГА-ScienceИнститута космических исследований РАН (ИКИ РАН) на примере двух муниципальных районов Тульской области. Проводилось сравнение масок посевов озимых, созданных ИКИ РАН, масок, полученных на основе визуального дешифрирования по данным спутников Landsat, и данных официальной статистики Роскомстата для Веневского и Ясногорского районов за период 2012–2023 гг. Сравнение показало, что данные ИКИ РАН отклоняются от данных официальной статистики для каждого района в среднем на 32,7%, а в отдельные годы – на 70–80%. Это значительно ограничивает использование данных подходов в качестве независимого и надежного источника информации о площадях посевов на уровне районов и областей. Данные визуально полученных масок отклоняются в среднем на 13,6–17,7%, а в отдельные годы – на 20–30%. Еще более существенное уменьшение величины ошибки можно ожидать при появлении спутниковых данных более высокого спектрального и пространственного разрешения, при дополнительных исследованиях спектральной отражательной способности почв и посевов, а также при более полном учете специфики фенологического развития и агротехники возделывания культур.
The analysis of the possibility of using the thermal infrared images for detecting soil fertility parameters of gray forest and alluvial arable soils was carried out by the example of a test filed in Tula region of Russia. Together with the sampling of 25 soil probes from the 0–10 cm layer, the open surface of the soil was photographed using a FLIR VUE 512 thermal imager, and the spectral reflectance of the soil was measured. According to the results of the correlation analysis, it was found that the closest correlations for thermal images are observed with the following parameters of soil fertility: the content of humus, nitrogen, exchangeable magnesium and potassium. The correlation coefficient between the humus content and the reflectance in the visible and near IR-regions, as well as with the average value of the reflectance in thermal band exceeds 0.81. In different diapasons of the visible spectrum, the spectral reflectance correlation with the content of exchangeable magnesium and potassium is lower than in the thermal band, where the correlation coefficient with the content of exchangeable magnesium is 0.81, and with the content of exchangeable potassium is 0.65. Power regression equations were constructed for detecting such soil fertility parameters as humus content (R 2 = 0.74), exchangeable potassium content (R 2 = 0.68), and exchangeable magnesium content (R 2 = 0.72) by reflection in the thermal band of the spectrum. The regressions obtained with the thermal imager data and with the spectral reflectance data in the visible and near IR- band s are similar in quality for detecting humus and exchangeable potassium content, while for detecting exchangeable magnesium content they are a bit higher. The obtained results show that thermal infrared images are applicable for detecting the most significant parameters of soil fertility in the test field and can be used as a basis for their real-time remote sensing monitoring.
Стагнация сельскохозяйственной отрасли России на протяжении последних десятилетий в ряде регионов привела к прогрессирующему росту площадей забрасываемых земель.Во многих областях Северной Евразии на залежных землях происходит внедрение инвазивных видов, вносящих определенные коррективы в сукцессионные процессы, характерные для региональных ландшафтов.С использованием архива спутниковых данных Landsat проведен анализ многолетней динамики ареалов инвазивных видов золотарника на землях в центре европейской части России.Установлено, что во многих случаях ареалы золотарника концентрируются вдоль границ между административными районами, что связано со спецификой аграрной активности и забрасывания пахотных земель.На географию золотарника влияют и особенности почвенного покрова
The paper presents the results of the of the country's plowed area assessment on the basis of the Unified State Register of Soil Resources of Russia, a digital land cover map created on the basis of MODIS satellite data, and study of plowed land areas according to the data of the Internet service Google Earth. Information on the plowing of soils is tied to the soil-geographical units. The map shows the actually plowed soils and soils under the layland. Independent verification of the plowland soil digital map of Russia showed its high enough accuracy (an error of about 8–9%). The share of all plowed soils of the Unified State Register of Soil Resources in Russia has been determined. It is found that chernozem soils predominate on the arable land of Russia, from the northernmost subtypes to the most southern ones. Somewhat unexpected is the presence in this list of meadow chernozem solonetzic and solonchak soils. The map is intended for applied analysis and accounting of soil resources at the national level.
The long-term dynamics of agrochemical properties for leached chernozem under an orchard monoculture has been studied. The objects of monitoring are two testing areas in the south (“Krasnodar”) and in the center of the European part of Russia (“Michurinsk”) without applying of organo-mineral fertilizers and chemical melioration to the soil. A significant decrease of the main fertility indicators within the soils humus horizon has been revealed during the period of intensive growth and stabilization of apple trees yields for the testing area in the south of Russia: a reduction in the nitrogen mineral forms stores and nitrification ability, and in exchange potassium stores. As for the area in the center of the European part of Russia, a trend for the content of mobile forms of phos-phorus and potassium decreasing during the growth and stabilization of apple yields has been revealed. The regression models obtained as a result of the anal-ysis were linear and revealed probable significant trend of the decrease for the observed indicators over time. Quantitative changes in the parameters of the organic matter content in soils within the boundaries of the testing area made it possible to identify the processes of dehumification: in conditions of monocul-ture at the natural level of fertility. During the period from 1990 to 2014, the depletion of soil organic matter contained 7.5%. It is shown that the processes of soil organic matter depletion occur differently under different soil and climatic conditions. It is established that apple plantations, consuming the amount of available forms of mineral elements needed for the forming of sustainable yields, create prerequisites for the development of processes of chernozems chemical degradation. Absence of fertilizers and chemical reclamation on this background contribute to aggravation of this process.
Геоинформационный анализ показал, что доля земель, оптимальных для возделывания основных сельскохозяйственных культур в России, в лучшем случае (для яровой пшеницы, гречихи) около 10% от ее земельного фонда. Для большинства других культур – это не более нескольких процентов. Имеющиеся ресурсы используются очень неполно. Индекс полноты использования ресурсного потенциала земель для большинства культур не более 10%. Лишь в случае с соей имеющиеся ресурсы используют практически полностью, а в случае с озимой пшеницей, кукурузой на зерно и подсолнечником на 20–30%.