Изучение водного баланса песчаных земель на основе геоинформационного картографирования

Актуальность. Песчаные массивы р. Дон и его притоков, общей площадью более 1 млн. га, являются локальными гидрорезерватами и опреснителями речных вод. Атмосферные осадки, проходя через зону аэрации, промытую от солей, дренируются в грунтовые воды и далее в родники и реки. Объем этой водной массы зависит от величины осадков, типа песков и произрастающей на изучаемых территориях растительности.

Материалы и методы. Цель работы – определение количественных и качественных показателей воды, идущей на водопитание растительных формаций и речных систем, на основе изучения водного баланса разных типов песков и определения их площадей при дешифрировании космоснимков территории. Для расчета водного баланса субрегиона были выделены типы почвенно-растительных условий и занимаемые ими площади. При применении геоинформационного картографирования, основанного на дешифрировании космических снимков методом подбора эталонов и пиксельного анализа изображения, выявлены основные типы песков и площадь живого напочвенного покрова на ключевом участке Хоперо-Медведицкого песчаного массива. При полевых исследованиях изучен растительный покров и определены особенности водного баланса для каждого эталона, определено количество сбрасываемой воды ключевым участком в р. Кумылга.

Результаты исследований. На основе выделенных эталонов и дальнейшего дешифрирования космоснимка территории составлена почвенно-растительная карта ключевого участка и установлены площади типов песчаных земель. Исходя из водно-балансовых исследований на ключевом участке ежегодный сброс атмосферных осадков к грунтовым водам составляет 5348 тыс м³. Заборы воды в действующих родниках и на левобережье р. Кумылга позволили подтвердить правильность расчетов.

1. Бородычев В. В., Кулик А. К., Кулик Н. Ф. Неистощительное водопитание и опреснение речных вод донского региона // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 3 (51). С. 26-34.

2. Власенко М. В. Видовое разнообразие и продуктивность пастбищных экосистем на песчаных почвах // Аграрный научный журнал. 2021. № 11. С. 17-21.

3. Дорошенко В. В., Балынова В. В. Оценка современных процессов опустынивания в республике Дагестан на примере локального песчаного массива // Научно-агрономический журнал. 2022. № 4 (119). С. 24-29.

4. Манаенков А. С., Костин М. В. Опыт научных исследований по повышению эффективности лесоразведения в южных степях России // Лесохозяйственная информация. 2017. № 3. С. 92-102.

5. Опыт лесомелиорации экосистем песчаных массивов Терско-Кумского междуречья / Г. А. Сурхаев, И. Г. Сурхаев, К. Н. Кулик, Г. П. Стародубцева // Экосистемы: экология и динамика. 2019. Т. 3. № 4. С. 5-23.

6. Рулев А. С., Юферев В. Г., Юферев М. В. Геоинформационное картографирование и моделирование эрозионных ландшафтов. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2015. 150 с.

7. Турчина Т. А., Банникова О. А. Приживаемость и особенности роста сосны крымской на песках среднего Дона при разной доступности грунтовых вод // Экологический Вестник Северного Кавказа. 2019. Т. 15. № 3. С. 74-80.

8. Шинкаренко С. С., Ткаченко Н. А., Юферев В. Г. Геоинформационный анализ хозяйственного освоения бассейна реки Дон // Вестник московского университета. Серия 5: География. 2022. № 3. С. 73-86.

9. Шульгин М. В., Власенко М. В. Гидрологическая роль лесных насаждений в формировании режима водных ресурсов // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2021. № 1 (62). С. 144-152.

10. Hartmann А. The Hydrology of Groundwater Systems // Encyclopedia of Inland Waters. 2022. V. 3. Рр. 324-330.

11. Kulik A. K., Balkushkin R. N. Water regime types of the sand massifs of the Don river // Arid ecosystems. 2022. V. 1. № 4. Pр. 374-381.

12. Nan Ma, Shuang Su, Xiaoyu Li Image Classification Based on Color Style. Santa Clara University, 2016. 25 p. https://github.com/susiesu2/ColorStyleClassification.

13. Vlasenko M. V., Tyutyuma N. A. Productivity of pastoral ecosystems on the sand lands of the south of the European part of Russia // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Symposium "Earth Sciences: History, Contemporary Issues and Prospects". 2020. P. 012079.

14. Water-regime formation in sands of the Archeda–Don massif with respect to the distribution of plant formations / Kulik A.K., Kulik K.N., Vlasenko M.V., Sukhorukikh Y.I., Biganova S.G. // Arid ecosystems. 2021. Vol. 11. № 4. Pр. 358-366.

15. World Water Quality Alliance. Assessing Groundwater Quality: A Global Perspective: Importance, Methods and Potential Data Sources. A report by the Friends of Groundwater in the World Water Quality Alliance // Information Document Annex for display at the 5th Session of the United Nations Environment Assembly. Nairobi, 2021. 60 р.