Теоретическая и прикладная экология1995-43012618-840610.25750/1995-4301-2026-3-173-183OtherЛесомелиоративная оценка защищённости сельскохозяйственных угодий в сухостепной природной зонеForest reclamation assessment of the protection of agricultural lands in the dry steppe natural zoneВыприцкийА. А.VypritskiyA. A.vyprickiy-a@vfanс.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3095-6834ХованскаяА. А.KhovanskayaA. A.https://orcid.org/0009-0006-8957-241XFederal Scientific Center for Agroecology, Integrated Land Reclamation and Protective Afforestation of the Russian Academy of SciencesVolgogradRussiaФедеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наукВолгоградРоссия290920263173183http://www.envjournal.ru/arhvr.php?q=901

В условиях сухостепной природной зоны каштановые почвы слабогумусированы и не имеют значительных запасов питательных элементов, в связи с чем любой вид их деградации приводит к резкому снижению продуктивности. Лесомелиорация является важнейшим инструментом защиты агролесоландшафтов от воздействия негативных факторов. В условиях сухой степи для лесных насаждений требуются регулярные лесоводственные уходы, при отсутствии которых в настоящее время наблюдается снижение их сохранности вплоть до полного распада лесомелиоративных систем. В связи с этим анализ сохранности таких систем с определением их пространственного размещения даёт возможность разработать картографические модели восстановления защитных лесомелиоративных насаждений. Используемое понятие лесомелиоративной защищённости предполагает определение соответствия конструкции, размещения и сохранности полезащитных лесных полос (ПЗЛП) лесомелиоративным нормам. Решение этой задачи в работе проведено методами геоинформационного анализа данных дистанционного зондирования Земли. В исследовании рассматриваются пахотные и залежные земли Михайловского района Алтайского края. Полученные результаты в ходе векторизации обрабатываемых земель коррелируют со статистическими данными на 97,5 %. Оценка современного состояния ПЗЛП осуществлена с использованием ГИС технологий и продуктов для оценки лесной растительности - ESRI Land Cover, Global Forest Change (GFC), вегетационного индекса NDVI и канала "красный" снимков сверхвысокого пространственного разрешения (Махар). Проведена оценка точности результатов на тестовом участке для наиболее подходящих для исследования продуктов (NDVI - 68 %, классификация по "красному" каналу - 86 %). Выявлено, что 71721,5 га площади пахотных земель не защищены ПЗЛП.

Forest reclamation is an essential tool to protect agroforestry landscapes from negative impacts. However, forest reclamation plantations function only in compliance with the standards of placement and design, which primarily depends on the soil and geomorphological characteristics of the landscape. In the dry steppe, forest plantations require regular silvicultural care, in the absence of which there conservation is currently decreasing up to the complete collapse of forest reclamation systems. In this regard, the analysis of the preservation of such systems with the definition of their spatial location makes it possible to develop cartographic models for the restoration of protective forest reclamation plantations. The solution of this problem in this work was carried out using methods of geoinformation analysis of Earth remote sensing data. The study examines the arable and fallow lands of the Mikhailovskiy district of the Altai Krai. The results obtained during vectorization correlate with statistical data by 97.5 %. The study uses 4 products to assess the actual state of the forest shelter-belts - ESRI Land Cover, Global Forest Change (GFC), NDVI, classification by the "red" channel of ultra-high spatial resolution images. The accuracy of the results in the test area for the most suitable products for research was assessed (NDVI - 68 %, classification by the "red" channel - 86 %). It was revealed that 71,721.5 ha of arable lands are unprotected by the forest shelter-belts. The results obtained can be used for the further development of agroforestry complexes.

лесные насаждениясельскохозяйственные угодьяагролесомелиорациядистанционное зондирование Землиforest plantationsagricultural landsagroforestryremote sensingРабота выполнена в рамках Госзадания ФНЦ агроэкологии РАН № FNFE-2024-0008 «Математическое моделирование и прогнозирование процессов дефляции земель сельскохозяйственного назначения при техногенных и природных воздействиях на современном уровне лесомелиоративной защищённости».Манаенков А.С., Абакумова А.С., Подгаецкая П.М. Повышение долговечности полезащитных лесных полос на юге Западной Сибири // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2014. № 2 (34). С. 41–47.Федеральная служба государственной статистики по Алтайскому краю и Республике Алтай [Электронный ресурс] https://22.rosstat.gov.ru/statistic (Дата обращения: 20.11.2024).Калюта Е.В., Мальцев М.И., Базарнова Н.Г. Анализ пестицидной нагрузки при возделывании зерновых культур в Алтайском крае // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 175–181. doi: 10.25750/1995-4301-2022-1-175-181Беховых Ю.В. Продуктивные запасы влаги в почвах горельников юго-западной части ленточных боров Алтайского края в условиях сухостепной зоны // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 11 (85). С. 48–52.Почвенная карта РСФСР. Масштаб 1: 2 500 000 / Отв. ред. В.М. Фридланд. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1988.Синельникова К.П. Анализ современного состояния защитных лесных насаждений в зоне каштановых почв Донской гряды // Степи Северной Евразии: материалы X международного симпозиума. Оренбург: ИС УрО РАН, 2024. С. 1243–1245. doi: 10.24412/cl-372002024-1243-1245.Барышникова О.Н., Ольферт А.П., Репко А.Г., Фатуева Ю.И. Проблемы создания экологического каркаса агроландшафтов на территории Алтайского края // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2019. Т. 29. № 3. С. 353–361. doi: 10.35634/2412-9518-2019-29-3-353-361Лебедева Л.В., Лучникова Н.М. Рациональное использование и охрана земель сельскохозяйственного назначения (на примере Михайловского района Алтайского края) // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 7 (201). С. 46–51.Huan V.D. Accuracy assessment of land use land cover LULC 2020 (ESRI) data in Con Dao island, Ba Ria – Vung Tau province, Vietnam // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science. 2022. V. 1028. No. 1. Article No. 012010. doi: 10.1088/1755-1315/1028/1/012010Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O., Townshend J.R.G. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change // Science. 2013. V. 342. P. 850–853. doi: 10.1126/ science.1244693Loupian E., Bourtsev M., Proshin A., Kashnitskii A., Balashov I., Bartalev S., Konstantinova A., Kobets D., Radchenko M., Tolpin V., Uvarov I. Usage experience and capabilities of the VEGA-science system // Remote Sens. 2022. V. 14. No. 1. Article No. 77. doi: 10.3390/ rs14010077Рулев А.С., Кошелева О.Ю., Шинкаренко С.С. Оценка лесистости агроландшафтов юга Приволжской возвышенности по данным NDVI // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. 2016. № 4 (44). С. 24–32.Zhao Q., Yu L., Li X., Peng D., Zhang Y., Gong P. Progress and trends in the application of Google Earth and Google Earth Engine // Remote Sens. 2021. V. 13. No. 18. Article No. 3778. doi: 10.3390/rs13183778Юферев В.Г., Кулик К.Н., Рулев А.С., Кошелев А.В. Способ определения состояния защитных лесных насаждений // Патент RU 2330242 C1. Заявление: 2006144553/28, 13.12.2006. Дата публикации: 27.07.2008. Бюлл. 21.Рулев А.С., Юферев В.Г., Юферев М.В. Геоинформационное картографирование и моделирование эрозионных ландшафтов. Волгоград: Всероссийский научно-исследовательский агролесомелиоративный институт, 2015. 153 с.Рулев А.С., Юферев В.Г. Математико-геоморфологическое моделирование эрозионных ландшафтов // Геоморфология. 2016. № 3. С 36–45. doi: 10.15356/04354281-2016-3-36-45Агролесомелиорация: монография / Ред. А.Л. Иванов, К.Н. Кулик. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. 746 с.Нарожняя А.Г., Чендев Ю.Г. Изучение современного экологического состояния лесных полос с использованием ГИС и ДДЗ // ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: материалы междунар. конф. M.: Изд-во Московского ун-та, 2020. Т. 26. Ч. 2. С. 54–65. doi: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-54-65Koshelev A.V., Tkachenko N.A., Shatrovskaya M.O. Decoding of forest belts using satellite images // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science. 2021. V. 875. Article No. 012065. doi: 10.1088/1755-1315/875/1/012065Vassilev K.V., Assenov A.I., Velev N.I., Grigorov B.G., Borissova B.B. Distribution, characteristics and ecological role of protective forest belts in Silistra municipality, Northeastern Bulgaria // Ecologia Balcanica. 2019. V. 11. No. 1. P. 191–204.Лупян E.А., Барталев С.А., Балашов И.В., Егоров В.А., Ершов Д.В., Кобец Д.А., Сенько К.С., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 158–175. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.Жарко В.О., Барталев С.А., Егоров В.А. Исследование возможностей оценки запасов древесины в лесах Приморского края по данным спутниковой системы Proba-V // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 157–168. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-157-168Барталев С.А., Богодухов М.А., Жарко В.О., Сидоренков В.М. Исследование возможностей использования данных ICESat-2 для оценки высоты лесов России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 195–206. doi: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-195-206Ховратович Т.С., Барталев С.А., Кашницкий А.В. Метод детектирования изменений лесов на основе попиксельной оценки проективного покрытия древесного полога по разновременным спутниковым изображениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 102–110. doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-102-110Рулев А.С., Юферев В.Г., Юферев М.В. Картографо-аэрокосмический мониторинг аридных агроландшафтов // Вестник Института комплексных исследований аридных территорий. 2011. № 1 (22). С. 57–63.Лесной план Алтайского края на 2019-2028 гг., утверждён постановлением губернатора Алтайского края №33 от 26.02.2019 г. Министерство природных ресурсов и экологии Алтайского края [Электронный ресурс] https://minprirody.alregn.ru/dokument/lesnoj_plan_ altajskogo_kraja_/lesnoj_plan_2019-2028_gg./ (Дата обращения: 17.11.2024).Рулев А.С., Юферев В.Г., Михалев В.Ю., Маенко А.Н. Способ определения сохранности лесных насаждений // Патент RU 2437061 C1. Заявле-RU 2437061 C1. Заявле-2437061 C1. Заявление: 2010115216/28, 19.04.2010. Дата публикации: 20.12.2011. Бюлл. 35.Manaenkov A.S., Abakumova A.S., Podgaetskaya P.M. Increasing the durability of protective forest belts in the south of Western Siberia // Proceedings of lower Volga agro-university complex: Science and higher education. 2014. No. 2 (34). P. 41–47 (in Russian).Federal State Statistics Service for the Altai Krai and the Altai Republic [Internet resource] https://22. rosstat.gov.ru/statistic (Accessed: 20.11.2024) (in Russian).Kalyuta E.V., Maltsev M.I., Bazarnova N.G. Analysis of the pesticide load in the Altai Region’s cereal cropping // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 1. P. 175–181 (in Russian) doi: 10.25750/1995-4301-20221-175-181Behovykh Yu.V. Productive moisture reserves in the soils of mountain forests of the southwestern part of the ribbon forests of the Altai Territory in the conditions of the dry-steppe zone // Bulletin of Altai State Agricultural University. 2011. No. 11 (85). P. 48–52 (in Russian).Soil map of the RSFSR. Scale 1:2,500,000 / Ed. V.M. Friedland. Moskva: Glavnoe upravlenie geodezii i kartografii pri Sovete Ministrov SSSR, 1988 (in Russian).Sinelnikova K.P. Analysis of the current state of protective forest plantations in the zone of chestnut soils of the Don ridge // Steppes of Northern Eurasia: materialy X mezhdunarodnogo simpoziuma. Orenburg: IS UrO RAN, 2024. P. 1243–1245 (in Russian) doi: 10.24412/cl-372002024-1243-1245Baryshnikova O.N., Olfert A.P., Repko A.G., Fatueva Yu.I. Problems of creating an ecological framework of agro-landscapes in the territory of Altai Krai // Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Sciences. 2019. V. 29. No. 3. P. 353–361 (in Russian) doi: 10.35634/24129518-2019-29-3-353-361Lebedeva L.V., Luchnikova N.M. Rational use and protection of agricultural lands (case study of the Mikhailovskiy district of the Altai Region) // Bulletin of Altai State Agricultural University. 2021. No. 7 (201). P. 46–51 (in Russian).Huan V.D. Accuracy assessment of land use land cover LULC 2020 (ESRI) data in Con Dao island, Ba Ria – Vung Tau province, Vietnam // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science. 2022. V. 1028. No. 1. Article No. 012010. doi: 10.1088/1755-1315/1028/1/012010Hansen M.C., Potapov P.V., Moore R., Hancher M., Turubanova S.A., Tyukavina A., Thau D., Stehman S.V., Goetz S.J., Loveland T.R., Kommareddy A., Egorov A., Chini L., Justice C.O., Townshend J.R.G. High-resolution global maps of 21st-century forest cover change // Science. 2013. V. 342. P. 850–853. doi: 10.1126/ science.1244693Loupian E., Bourtsev M., Proshin A., Kashnitskii A., Balashov I., Bartalev S., Konstantinova A., Kobets D., Radchenko M., Tolpin V., Uvarov I. Usage experience and capabilities of the VEGA-science system // Remote Sens. 2022. V. 14. No. 1. No. 77. doi: 10.21046/2070-7401-202118-6-9-31Rulev A.S., Kosheleva O.Yu., Shinkarenko S.S. Assessing of woodiness in agrolandscapes of the Southern Volga Upland according to NDVI // Proceedings of lower Volga agro-university complex: Science and higher education. 2016. No. 4 (44). P. 24–32 (in Russian).Zhao Q., Yu L., Li X., Peng D., Zhang Y., Gong P. Progress and trends in the application of Google Earth and Google Earth Engine // Remote Sens. 2021. V. 13. No. 18. Article No. 3778. doi: 10.3390/rs13183778Juferev V.G., Kulik K.N., Rulev A.S., Koshelev A.V. Method of protective forest range condition monitoring // Patent RU 2330242 C1. Application: 2006144553/28, 12/13/2006. Date of publication: 27.07.2008. Bull. 21 (in Russian).Rulev A.S., Yuferev V.G., Yuferev M.V. Geoinformation mapping and modeling of erosive landscapes. Volgograd: All-Russian Scientific Research Agroforestry Institute, 2015. 153 p. (in Russian).Rulev A.S., Yuferev V.G. Mathematical and geomorphological modeling of erosion landscapes // Geomorfologia. 2016. No. 3. P. 36–45 (in Russian). doi: 10.15356/0435-4281-2016-3-36-45Agroforestry: monograph / Eds. A.L. Ivanov, K.N. Kulik. Volgograd: VNIALMI, 2006. 746 p (in Russian).Narozhnyaya A.G., Chendev Yu.G. The study of the modern ecological state of shelterbelts using GIS and Remote Sensing Data // InterCarto. InterGIS. Geoinformatsionnoe obespechenie ustoychivogo razvitiya territoriy: materialy mezhdunarodnoy konferentsii. Moskva: Izdatelstvo Moskovskogo universiteta. 2020. V. 26. Pt. 2. P. 54–65 (in Russian). doi: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-54-65Koshelev A.V., Tkachenko N.A., Shatrovskaya M.O. Decoding of forest belts using satellite images // IOP Conf. Ser.: Earth and Environmental Science. 2021. V. 875. Article No. 012065. doi: 10.1088/1755-1315/875/1/012065Vassilev K.V., Assenov A. I., Velev N. I., Grigorov B.G., Borissova B.B. Distribution, characteristics and ecological role of protective forest belts in Silistra municipality, northeastern Bulgaria // Ecologia Balcanica. 2019. V. 11. No. 1. P. 191–204.Loupian E.A., Bartalev S.A., Balashov I.V., Egorov V.A., Ershov D.V., Kobets D.A., Senko K.S., Stytsenko F.V., Sychugov I.G. Satellite monitoring of forest fires in the 21st century in the territory of the Russian Federation (facts and figures based on active fires detection) // Current problems of remote sensing of the Earth from space. 2017. V. 14. No. 6. P. 158–175 (in Russian) doi: 10.21046/20707401-2017-14-6-158-175Bartalev S.A., Egorov V.A., Zharko V.O., Loupian E.A., Plotnikov D.E., Khvostikov S.A., Shabanov N.V. Land cover mapping over Russia using Earth observation data. Moskva: Russian Academy of Sciences’ Space Research Institute, 2016. 208 p. (in Russian).Zharko V.O., Bartalev S.A., Egorov V.A. Investigation of forest growing stock volume estimation possibilities over Russian Primorsky Krai region using Proba-V satellite data // Current problems of remote sensing of the Earth from space. 2018. V. 15. No. 1. P. 157–168 (in Russian) doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-157-168Bartalev S.A., Bogodukhov M.A., Zharko V.O., Sidorenkov V.M. Investigation of the ICESat-2 data capabilities for forest height estimation over Russia // Current problems of remote sensing of the Earth from space. 2022. V. 19. No. 4. P. 195–206 (in Russian) doi: 10.21046/20707401-2022-19-4-195-206Khovratovich T.S., Bartalev S.A., Kashnitskii A.V. Forest change detection based on sub-pixel estimation of crown cover density using bitemporal satellite data // Current problems of remote sensing of the Earth from space. 2019. V. 16. No. 4. P. 102–110 (in Russian) doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-102-110Rulev A.S., Yuferev V.G., Yuferev M.V. The mapping-aerospace monitoring of the arid agrolandscapes // Vestnik Instituta kompleksnykh issledovaniy aridnykh territoriy. 2011. No. 1 (22). P. 57–63 (in Russian).The forest plan of the Altai Krai for 2019–2028, approved by the decree of the Governor of the Altai Krai No. 33 dated 26.02.2019. Ministry of Natural Resources and Ecology of the Altai Krai [Internet resource] https:// minprirody.alregn.ru/dokument/lesnoj_plan_altajskogo_kraja_/lesnoj_plan_2019-2028_gg./ (Accessed: 17.11.2024) (in Russian).Rulev A.S., Juferev V.G., Mikhalev V.Ju., Mayenko A.N. Method for determining safety of forest ranges // Patent RU 2437061 C1. Application: 2010115216/28, 04/19/2010. Date of publication: 20.12.2011. Bull. 35 (in Russian).