Klimov, S. V. та Kozishkurt, S. M. та Клімов, С. В. та Козішкурт, С. М. (2024) REMOTE SENSING OF THE EARTH TO ASSESS THE RISKS OF LOSS OF FERTILITY OF DRY STEPPE SOILS DURING A WATER CRISIS. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування (3(107)). с. 297-312.

Text Vt3202430.pdf Download(1MB)

Анотація

Південна частина степової зони України знаходиться в складних природно-кліматичних умовах. Потенційна родючість сухих степових ґрунтів обмежена недостатнім природним водозабезпеченням, яке вирішується шляхом штучного зрошення. Зрошення забезпечує оптимальний водно-повітряний режим та регулює сольовий режим у зоні аерації ґрунту. При вологості ґрунту 70% створюються оптимальні умови для розмноження мікроорганізмів. Цей процес позитивно впливає на структуру ґрунту, сприяє утворенню гумусу та його мінералізації, тим самим зберігаючи родючість ґрунту та функції екосистеми. В умовах дефіциту води в рослинах відбуваються несприятливі фізіологічні процеси, що призводять до пригнічення, припинення росту маси рослин і зниження врожаю, зупиняються ґрунтоутворюючі процеси. Вода відіграє ключову роль не лише у створенні сприятливих умов для еволюції ґрунту, але й у регулюванні температурних режимів. Відсутність зрошення, підвищені температури та високий рівень випаровування з полів, особливо на ділянках неглибокої мінералізації ґрунтових вод, сприяють активізації процесів вторинного засолення та втрати родючості. Військова агресія російської федерації завдала серйозної шкоди критичній інфраструктурі та зрошувальним системам, призвела до скорочення зрошуваних площ і створила загрозу продовольчій безпеці. Руйнування дамби Каховської ГЕС у 2023 році ще більше поглибило водну кризу. Для виявлення змін умов вирощування сільськогосподарських культур було виділено групу полів у Скадовському районі Херсонської області. З метою оцінки ризиків втрати родючості сухих степових ґрунтів досліджено рівень водного стресу за даними ДЗЗ, що особливо актуально в умовах окупації частини території. Для оцінки обрано кількісний показник кількості фотосинтетично активної біомаси Нормалізований різницевий індекс рослинності (NDVI) та Нормалізований різницевий індекс зволоження (NDMI). Показник вологи служить відмінним індикатором дефіциту вологи в посівах. Дані каналу SWIR відображають зміни вмісту вологи в рослинах, тоді як канал NIR фіксує внутрішню структуру листя та вміст сухої речовини, але не вміст води. Таким чином, поєднання NIR та SWIR дозволяє усунути зміни, спричинені змінами внутрішньої структури листя та вмістом сухої речовини, тим самим підвищуючи точність визначення вмісту вологи в рослинах. Низькі значення NDVI для досліджуваної групи полів свідчать про проблеми з розвитком рослин. Індекс NDMI значно нижчий, ніж необхідний для нормальних процесів ґрунтоутворення. Кількість полів з індексом NDMI нижче «-0,2» у відповідальні для розвитку рослин періоди цього регіону становить 1300–1600 га, тобто до 23%. Цей аналіз показує, що без покращення зрошення ґрунти деградуватимуть. Дефіцит води в поєднанні зі зміною погодно- кліматичних умов підвищить ризик вторинного засолення, що зробить землю непридатною для вирощування сільськогосподарських культур.

Title in English

ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ ЗЕМЛІ ДЛЯ ОЦІНКИ РИЗИКІВ ВТРАТИ РОДЮЧОСТІ СУХОСТЕПОВИХ ҐРУНТІВ ПРИ ВОДНІЙ КРИЗІ

English abstract

The southern part of the steppe zone of Ukraine (Dry Steppe) is situated in challenging natural and climatic conditions. The potential fertility of dry steppe soils is limited by insufficient natural water supply, which is addressed through artificial irrigation. Irrigation not only ensures optimal water-air regime but also manages the salt regime in the soil aeration zone. The Russian Federation has caused a significant water crisis. To assess the risks of fertility loss in dry steppe soils, the level of water stress was investigated using Earth remote sensing data, which is particularly relevant under the conditions of the occupation of part of the territory. A quantitative indicator of the amount of photosynthetic active biomass, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), and the Normalized Difference Moisture Index (NDMI) were selected for evaluation. Calculations were carried out for a group of fields in the Skadovsk district of the Kherson region. The analysis of index data indicates that there are prerequisites for soil degradation over a significant territory of the studied area, necessitating the restoration of irrigation melioration.

Перегляд елементу

Завантажень