Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Опыт использования космических фотоснимков для картографирования почвенного покрова и признаков опустынивания аридных территорий (на примерах Южно-Туранской почвенной провинции и территории Сирии)

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Опыт использования космических фотоснимков для картографирования почвенного покрова и признаков опустынивания аридных территорий (на примерах Южно-Туранской почвенной провинции и территории Сирии)"

КЮСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Кафедра географии почв

На правах рукописи

ТАРЕК НАПИВ дадвдр

ооа использования коомчшах мгосгааясов

Д23 КАРТОтСЗгРСЗА!П!Я ПОЧВЕННОГО ПОКРОЙА я

ПРЗЗЗДИОЗ ОПУСШШАНИЯ АРЭДНЫХ ТИтаГСР1Й

( нл призерах ншаьтурАшай почгшгЯ

Й'СВШЦП! Я ТЕРРИТОРИЯ СЖШ )

Специальность 03.00.27 - Почвоведение

Автореферат • дпооертации на соискание учёной степени каадщагга биологических наук -

Моста, 1994

/

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета почвоведение Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Научные руководители - академик РАН, доктор биологических

наук, профессор Г. В. Добровольский.

- доцент кафедры географии почв, канд. биологических наук Т. В. Афанасьева.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

Е.И Павлова

- кандидат биологических наук Т.А.Трифотва

Ведущая организация - Институт географии российской академии

наук (г. Москва )

Защита состоится " 12 " Апреля" 1994 г. в 1Б час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании специализированного совета"К053.05.16" факультета почвоведения МГУ им. Ломоносова. Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 119899, Москва,Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан "' 2 " Марта, 1994 г.

Ученый секретарь специализированного оовета

Г. В. Мотузова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающие темпы освоения аридных эрриторяй и в тоже время развитие процессов их опустынивания редаявляют повышенные требования к изучению и картографировала почв а природных условий аридных стран. Важное значение в том плане имеют дистанционные методы исследования.

Дистанционное зондирование по сравнению с традиционными зтодами изучения почв имеет целый ряд преимуществ» Это боль-ай охват территории одномоментной съемкой, оперативность потения информации, сокращение объема наземных полевых иссле-эваняй и, следовательно, экономичность. Развитие аэрокосми-эских методов исследований позволяет оперативно и объективно роводить количественный и качественный учет современного соо-эяняя почвенного покрова и выявлять его динамику.

Следует также отметить, что в связи с исключительной ин-вясивностыо антропогенных изменений окружашей среды натерта-а космической фотосъемки становятся надежным источником ин-эрмации для оперативного создания карт антропогенной нарушен-эсти природных территориальных комплексов и отдельных композитов ландшафтов в обширных и труднодоступных регионах.

Цель и задачи исследования. Целью работы является уста-эвление информативности материалов коомической фотосъемки КФС) при изучении почвенного покроЕа пустынных областей и топени его антропогенной нарушенности.

В связи с этим Щепаются оледущие .задачи:

Г. Пройестя камеральное и полевое дешифрирование почвея-ого покрова Южло-Тураяской и Пршсопетдагской провинций по осмическим снимкам.*

2» Установить особенности дешифрирования и дешфровочных ризнаков почвенного покрова исследуемого района.

3. Составить почвенную каргу Ющо-Туранской и Нрикопет-агской почвенных провшщий на основе дешифрирования космичес-гос снимков»

4. Провести сравнительный анализ результатов визуалъко-нструмвнтального и автоматизированного дешифрирования почвей-ого покрова.

5. Составив- карту проявлений антропогенного воздействия

на ландшафты Сирия в масштабе 1:750000.

6. Оценить информативность космических снимков при картографировании почвенного покрова аридных зон и выявлении признаков аридазации (и антропогенного воздействия).

Научная новизна работы. Научная новизна работы состоит : том, что:

1. На основании камерального и камерально-полевого дешифрирования космических снимков составлена почвенная карта центральной части Юяно-Туранской и Пржкопетдагской почвенных провинций в масштабе 1:200000 с показом контуров распространения типов и подтипов почв и особенностей, взаимосвязей почв с формами рельефа, степенью закрепленности песчаных почв растительностью.

2. Впервые на территорию Сирии способом камерального дешифрирования космических снимков' на основании анализа признаков дешифрирования составлена карта антропогенного воздействия в масштабе 1:750000. .

3. Систематизированы признаки дешифрирования почвенного покрова изучаемого района и оценена их значимость.

4. Проведено сравнение камерального и автоматизированного дешифрирования космических снимков на территории Юхно-Ту-ранской провинции.

Защищаемые положения.

1. Особенности дешифрирования и использования признаков дешифрирования почвенного покрова центра Ккно-ТУранской и При копетдагской провинций по КФС для составления почвенной карты

2. Методика составления почвенных карт и карт антропогея ного воздействия на основе сопоставления, результатов контурного дешифрирования и тематических карт природных условий.

3. Перспективность использования автоматезированного дешифрирования при составлении почвенных карт аридных территорий.

Практическая значимость. Составленные карты почвенного покрова территории центральной части Южно-^уранской и Прико-петдагской почвенных провинций, а также состояния опустынивания территории Сирии могут быть использованы для оценки современного состояния земельных ресурсов и служить базой для прогноза трансформации почвенного покрова в результате естест-

вешпяс процессов и антропогенного воздействия.

Объекта и методика исследований. Первым объектом исследования является почвенный покров центральной части КЬлю-Туран-екой и Прикопетдагской почвенных провинций и его фотоизображение на космически снимках. Для дешифрирования почвенного покрова привлекались следующие материалы: черно-белые космические снимки масштаба 1:1500 ООО, 1:500 ООО, 1:200 ООО, полученные камерой КАТЭ.

Вторым объектом исследовав была территория Сирии. Для составления карты опустынивания и антропогенного воздействия были использованы следупцие материалы: космические спектро-эональные черно-белые снимки масштаба 1:1300 ООО, 1:900 ООО, 1:250 ООО.

Дешифрирование космических снимков проводилось камеральным и камерально-полевым способами.

Апробация. Данная работа доложена на конференции "Эколо-гая почв", проходившей в г.Пущино, 26-30 октября 1993 г. и на кафедра география почв факультета почвоведения Московского Государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Публикация. По материалам диссертации опубликована работа "Камеральное дешифрирование почвенного покрова Юяшо-Турая-ской и Прикопетдагской провинций по космическим фотоснимкам".

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, включает 3 таблицы а ¿¿рисунка. Она состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, который вкличает i53 названий, из них 18 на иностранных языках* .

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета почвоведения ЮТ под руководством академика Г.В.Добровольского и доцента кафедры география почв, кандидата Г.В.Афанасьевой. Автор внратает глубокую благодарность своим научным руководителям sa оказанную помощь в работе над диссертацией. Большую помощь в организации полевых исследований оказали директор Института пустынь Академии Наук Туркменистана академик -А.Г.Бабаев и заведующий лабораторией биогеохимии почв, кандидат биологических наук Й.П.Аранбаев, Полезные рекомендации и замечания были получены от докторов наук Н.Г.Харина и В.Л.Ап-

дроникова. Автор выражает истинную признательность упомянутым ученым, всему коллективу кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ, сотрудникам Института пустынь и почвенного института т. В.В.Докучаева к которым автору приходилось обращаться за консультациями на разных этапах выполнения работы.

ГЛАВА I. Применение материалов дистанционного зондирования при исследовании и картографировании почвенного покрова и изучении природных ресурсов аридных территорий.

В настоящее время дистанционные методы исследований,включающие оперативные объективные автоматизированные системы сбора и обработки информации, заняли прочное место среди других методов изучения природной среды в общегеографяческих, геоморфологических, геологических, гидрогеологических, геоботанических, метеорологических и почвенных исследованиях: Бельчанский Г.И. (1982, 1984); Андроников В.Л. (1979, 1985, 1990); Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. (1991); Зборшцук Ю.Н. (1992); Бабаев А. (1991); Харин Н.Г. (1989); Викторов С.В.Ц982); Афанасьева-Т.В., Матскина Н.П., Трифонова Т.А. (1990); Коедратьев К.Я., Федченко П.П. (1984).

Популярность дистанционных методов изучения природных ресурсов связана не только с их объективностью и оперативностью получаемой информации, с точностью и полнотой знаний об объектах. Немаловажную роль при в том играет экономический эффект, получаемый от их использования.

Применение космических методов исследования в почвоведении диктуется в настоящее время необходимостью картирования почвенного покрова с максимальной степенью достоверности при достаточной его оперативности. Использование дистанционных методов опирается на анализ особенностей почвообразования во взаимосвязи с климатом, геологическим строением, рельефом, почво-образующими породами и хозяйственной деятельностью человека. Этим требованиям в значительной мере отвечает ландпшфтно-ин-дикационный метод дешифрирования космоснимков.

Важное значение имеет использование космических фотоснимков для картирования почвенного покрова горных ландшафтов, где наземные полевые работы серьёзно осложнены плохой проходимое-

тью, труднодоступностью, а также коротким летним" сезоном. Использование при почвенном картографировании ландшафтно-инди-кационного метода дешифрирования космических снимков позволяет-составлять карты на достаточно высоком качественном уровне. Космические методы имеют также преимущество, которое заключается в возможности оперативного изучения динамики природных процессов. Оценки катастрофических процессов и контроля за состоянием и о;:раяой окружающей среды.

Для повышения информативности аэрокосмических снимков проводится изучение оптических свойств местности с целью обоснованного выбора параметров съемки, при которой наиболее полно отразились бы свойства почвенного покрова. В этом отношении большое значение имеют данные, характеризующие спектральную яркость почв, т.е. её спектральную отражательную способность.

За рубежом успехи применения дистанционной информации в почвенных исследованиях связаны преаде всего с широким внедрением в практику исследования скаяерных многозональных снимков. (Касея-Л , 1984; pw^«^ , 1Э86; ^Crijh , Pwi\/ecU , 1986).

В Сирии 10 лет назад был создан центр дистанционных методов, где они используются как при изучении почвенного и растительного покровов, так и процессов антропогенного воздействия на ландшафты и их опустынивание.

В настоящее время накоплен достаточный опыт применения аэрокосмических методов в изучении почвенного покрова. Вместе с тем, возникает необходимость постоянного совершенствования этих методов с учетом новейших достижений науки и техники, а также учета специфики ландшафтов разных природных зон.

ШВА П. Природные условия и почвы района исследования.

Исследуемый район расположен в западной части Центральных Каракумов и частично на предгорной, равнине Копетдага между 38" х 40 20 северной широты и 57 и 59 восточной долготы.

Протяженность территории исследования по меридиану на запада около 188 км и на высоте около 263 км. Широтная протяженность около 175 юл. Весь район занимает площадь около 40 тыо.

юЛ

Изучение явлений опустынивания по космическим снимкам проводилось на примере Сирии, расположенной в субтропическом поя-

ее, между 32°30' и 37°15» северной широты и 35°30' и 42° восточной долготы.

Основными чертами климата Шяо-Тураяской и Прикопетдаг-ской провинций является большая продолжительность солнечного сияния, засушливость и резкая континентальность. Для климата Юкно-Туранской и Прякопе тдагской провинций типична крайне неустойчивая погода в холодное полугодие и относительно устойчивая жаркая и сухая летом. Средняя годовая температура воздуха находится в пределах +15,4° - +16,4°. Самые низкие среднемесячные температуры наблюдаются в январе: +1,2° - 2,1°, причем минимальная температура отмечена на уровне -24°.

В Южно-Туранской и Прикопетдагской провинциях преобладают ветры северо-восточного, северо-западного и северного направлений.

В геологическом отношении поверхностные отложения исследуемого района сравнительно молодые и отличаются простотой строения. Наиболее распространены древяечатвертичные аллювиально-дельтовые отложения пра-Ал1ударьи, верхяечетвертичные пролювиа-льные толщи Копетдага, аллювиальные отложения Узбоя и эоловые пески.

Геоморфологический облик Ккно-ТУранской и Прикопетдагской провинций сформировался за длительное геологическое время в процессе тесной взаимосвязи и влияния всех компонентов природы: атмосферы и земной поверхности, почв, растительности и животного мира (Арнагельдыев, Жумай&в, 1992).

Основным рельефообразуицим фактором в четвертичное время являлась водная аккумуляция, вследствие чего сформировались древняя аллювиальная равнина центральных Каракумов и наклонная предгорная равнина Копетдага, поверхность которых позже была переработана деятельностью мелких временных водных потоков и эоловыми процессами в условиях усилившейся аридазации климата (Курбанмурадов, 1976; Арналхгельдыев, Жумагиов, 1992).

Большая часть Южно-ТУранской и Прикопетдагской провинций покрыта эоловыми песчаными отложениями. Эоловый рельеф песчаных пустынь Центральных Каракумов развивается в условиях аридного климата при отсутствии хорошо развитого растительного и почвенного покрова.

Эти факторы создали своеобразные типы эолового рельефа

Ккно-ТУранской и Прикопетдагской провинций (Арнальгельдаев, Жуыатов, 1992). I - грядовые пески, 2 - бугристые пески, 3 -грядово-бугристые пески, 4 - ячеистые пески, 5 - барханные пески, 6 - барханно-бугристые пески, 7 - кучавые пески (Кур-банмурадов, 1976; Армангельдыев, Жуматов, Бабаев, Горелов, 1990; Федорович, 1Г83; ЖумаВЬв, 1990).

К числу выделяемых форм рельефа такие относятся замкнутые котловины. Днища котловин заняты солончаками, в летнее время года покрываются белой коркой солей (Бабаев, Горелов, 1990; Арнальгельдыев, Жумааэв, 1992)..

В КЬшо-Тураненой и Прикопетдагской провинциях постоянно действующая гидрографическая сеть отсутствует. Б результате выпадения интенсивных довдей в зимне-весенний период формируются лишь временные водотоки на такырах и такыровидных песках (Курбанмурадов, 1976; Кирста, 1992).

Эти водотоки вместе о очень ограниченными запаса'.« подземных вод, часть из которых питается водами, образующимися:а горах Копетдага, и представляют собственные водные ресурсы.

В Ккно-Туранской и Прикопетдагской провинциях также имеются скопления пресных подпесчашх вод, которые получили название "линзовых". Их происхождение связывается с течением пра--Амударьи и других прарек, пополюшцихся за счет современного питания (Шевченко, 1982).

Растительный покров Южно-Туракской и Прикопетдагской провинций в целом изучен довольно хорошо, во флористическом отношении он не богат.*Это объясняется суровыми экологическими, пглеогеографяческиш, климатическими и почвеино-грунтовыми условиями.

В Екно-Туранской провинции наибольшее распространение получили растения пустыни, - кустарники, полукустарники и однолетние.

Юано-ТУранская и Прикопетдагская провинции относятся к субтропическому и умеренно-теплому пустынно биоклиматическому поясу, к зоне серо-бурых почв субтропической пустыни, фации субтропических вепромерзвщих почв, а Южно-Туранской поч- и венной провинции такырных» такыровидных солончаков д песчаных пустынных почв, а также к зоне сероземов предгорной пустыни, к прикопетдагской почвенной провинции светлых и типичных серо-

земов. (Добровольский, 1984; Аранбаев, 1992; "Почвеыно-гео-графическое районирование СССР", 1962).

В соответствии с классификацией и диагностикой почв СССР 1977 г., а также собственными полевыми наблюдениями были выделены в пределах изучаемого района следующие типы почв:

1. Песчаные пустынные почвы.

2. Сероземы.

3. Такыровидные почвы.

4. Такыры.

5. Солончаки.

6. Орошаемые почвы.

I. Песчаные пустынные почвы распространены по всей территории Центральных Каракумов (Лавров, Орловский, 1985; Кур-банмурадов, 1971).

Поверхность песчаных почв закреплена, главным образом, травянистой (песчаная осока, образущая дернину), эфемеровой (разнотравье) и древесно-кустарниковой (саксаул, кандым, черкез, песчаная акация) растительностью (Курбанмурадов, 1976).

Песчаные пустынные почвы приурочены к склонам песчаных гряд и котловинам, а верхняя часть .гряд обычно занята рыхлыми песками или слаборазвитыми песчаными почвами (Лавров, Орловский, 1985; Аранбаев, 1992). Песчаные пустынные почвы развиваются на древних аллювиальных и аллювиально-дельтовых отложениях, также они развиваются на хорошо закрепленных эоловых песках (Аранбаев, 1992; География, эволюция и использование легких почв, 1978; "Особенности песчаных почв и их использование", 1979; Шилов, Аранбаев, 1984).

По "Классификации и диагностике почв СССР" (1977) песчаные пустынные почвы подразделяются на следующие роды: I. полевошпатовые, 2. известковистые, 3. гипсовые.

Во время экспедиции Института пустынь (1991, 1992) нами было установлено, что в изучаемом районе Центральных Каракумов распространены пустынные почвы: полевошпатовые.и гипсовые.

2. Сероземы: занимают подгорные, наклонные и холмистые предгорья. Они развиваются под травянистой растительностью из эфемеров и эфемероидов (мятлик луковичный, осочха и луковичный ячмень) и растений более длительной вегетации.

Основные почвообразувдие породы: лессн* лессовидные суглинки, мелкоземистые и каменистые породы.

По классифккагщи и диагностике почв СССР (1977), в пределах исследуемой территории были выделены следующие подтипы сероземов.

1. Светлые сероземы - встречаются преимущественно на подгорных равнинах, мостами на низких горах, в самом нижнем поясе сероземной зоны. Нижняя граница распространения светлых сероземов на высоте 200-300 м над уровнем моря; верхняя граница - 400-800 м над уровнем моря.

2. Типичные сероземы - занимают средний по высоте пояс сероземной зоны. Они приурочены также к подгорным равнинам, холмистым предгорьям и низкогорьям в интервале высот от 7001200 м над уровнем моря.

' 3. Такыровиднне почвы встречаются в комплексе с такырами е солончаками и формируются на слоистых суглинистых и глинистых аллювиальных и праливиальннх отложениях (Курбаямурадов, 1976; ЗЕумайЬв, 1990; "Актуальные вопросы освоения и преобразования пустынь СССР", 1981).

Такыровиднне почвы распространены в древних дельтах Мур-габа и Тедаена, а также в районе предгорий Копетдага, иногда они чередуются с песчаными грядами или сверху частично покаты эоловыми формами. Поверхность такыровых почв покрыта разреженной галофильно-ксерофильной (<5оялыч, тетыр, кевреик) л псаммо-фитно-кустарникогой (преобладает черкез) растительностью.

4. Татары. как и такыровиднне почвы, в Центральных Караку-кШс распространены, главным образом, на равнинах сложенных ал-лювиально-дельтовыми, аллювиальными, пролювкальными, делювиальным отложениями, Такыры в Каракумах представлены мелкими пят-нами.и приурочены обычно к понижениям рельефа (Лавров, Орловский,. 1985; "Сельскохозяйственное освоение такыров", Г966). Причем, такыры часто образуют комплексы с такыровидными почвами (Лавров, 1979), а также встречаются в сочетании с солончаками я песчаными почвами (Курбаямурадов, 1579).

На наносах древних дельт Мургаба.и Тедаена и в Централь-., яых Каракумах такыры чередуются с градовыми песчаными пустынными почвами, часто они сверху покрыты песками в результате ветровой эрозии.

Для такыров специфичны: типичная мелкополягинальяая ота-кыренная поверхность светло-серого цвета, с палево-светло-ко-ричяевым оттенком. Высшие растения на такырах редки или отсутствуют, наблюдаются лишь водоросли и лишайники (Аннаурова, 1986; "Такыры Западной Туркмении и пути сельскохозяйственного освоения", 1956).

5. Солончаки широко распространены на юго-западе Центральных Каракумов, на юге ограничены подгорной равниной Копет-дага (Лавров, Орловский, 1985; Лавров, 1962). Встречаются мелкими пятнами и приурочены к понижениям, где происходит интенсивное соленакопление (Еумаоюв, 1990).

Солончаки чередуются с грядовыми песками (Экспедиция Института пустынь, 1992). Растительность на солончаках почти отсутствует, а если есть, то представлена специфическими видами (солянки, сведа, солерос).

А.П.ЖумаФов (1990) разделяет солончаки Центральных Каракумов в зависимости от характера засоления и степени минерализации грунтовых вод на корковые, пухлые, корково-пухлые и влажные, а по происховдению - на первичные и вторичные.

К.Курбанмурадов (1976) считает, что солончаки можно разделить на солончаки пустынные (сухие), которые представлены отакырешшмя солончаками, и солончаки гидроморфные, которые подразделяются на корковые, пухлые и мокрые.

По классификации и диагностике почв СССР (1977) солончаки подразделяются на два типа: автоморфные и гидроморфные.

1) Солончаки автоморфные приурочены к выходам на поверхность древних засоленных пород, или представлены солончаками, сохранившимися от предшествовавшего гидроморфного почвообразования на древних речных террасах (древнегидроморфные). Грунтовые вода залегают глубже Ю м.

2) Солончаки гидроморфные развиваются в условиях неглубокого (0,5-3,0 м) залегания минерализованных грунтовых вод.

В Каракумах встречается подтип солончаков гидроморфных соровых (классификация 1977 г.).

5. Орошаемые почвы. Распространены на Юге Центральных Каракумов, в предгорьях Копетдага, вдоль Каракумского канала, полосой шириной 2-10 км.

Эти почвы сформировались на такыровидных почвах и серо-

земах, после строительства Каракумского канала. На орошаемых почвах возделывается хлопчатник, овощи, виноград и другие сельскохозяйственные культуры.

ГЛАВА 3. Оценка информативности космических снимков при изучении и картографировании почвенного покрова аридных областей.

3.1. Методика составления почвенной карты Ежно-Туранской. и Прикопетдагской провинций на основе дешифрирования космических снимков.

Работа по составлению почвенной карты Южно-Тураненой и Прикопетдагской провинций в масштабе 1:200000 состояла из ряда последовательных этапов в соответствии с общесоюзной инструкцией (1974).

3.1.1. Камеральный предполевой период начинается с .изучения традиционных картографических и литературных источников, сбора я анализа фондовых материалов, имеющихся на район исследований.

Следующим ваиым моментом картосоставительских работ является подбор космофотоматериалов, наиболее полно отвечающих требованиям, предъявляемым к ним задачами тематического картографирования.

Кроме того, црл подборе снимков учитывался сезон съемки, оказывающий значительное влияние на их информативность.

В работе применялся метод ландшафтно-индикационного де-пифрироваляя, сущность которого заключается в выделении и анализе на космических снимках природных образований как звеньев ландшафта в целом, с последующим использованием результатов этого анализа в целях интерпретации выделенных почвенных единиц.

В процесс" дешифрирования входит обнаружение и опознавание выделяемых объектов на космических снимках, определение их качественных и количественных характеристик и взаимосвязей. Процесс дешифрирования начинался с привя.г :и снимка, т.е. определения географического положения отраженной на нем местности, что осуществляется с помощью топографических карт.

Затем дешифрирование почв производилось по совокупности прямых и косвенных дешифровочных признаков. К ним относятся:

фототон, рисунок фотоизображения, форма объектов и др.

На черно-белых космических снимках в работе визуально различимы 9 тонов - белый, почти белый, беловато-серый, светло-серый, темновато-серый, темно-серый, почти черный и черный. Для процессагематического, в том числе и почвенного дешифрирования, необходимо наличие тональной разности между контурами, т.е. пограничного контраста изображения.

Рисунок фотоизображения изучаемого района на космических снимках в основном определяется рельефом местности. Благодаря этому обстоятельству, на среднемасштабных космически! снимках уверенно дешифрируются горы, предгорья, гряды, межгрядье, бугристые и барханные пески.

Фотоизображение растительности является одним из наглых косвенных признаков дешифрирования почв.

Зная о связях между определенными типами растительности и почв можно достаточно уверенно дешифрировать почвенный покров. (Востокова Е.А., Шавырина A.B., Ларичева С.Г., 1962).

Практически, процесс составления почвенной карты на основе дешифрирования космических снимков в г-редполевой .намора-лышй период состоит из двух этапов. На первом этапе составляется контурная карта, контуры выделяются в соответствии с признаками дешифрирования фотоизображения. Второй этап заключается в составлении собственно почвенной карты, то есть в получении почвенного содержания отдепшфрированных контуров, что достигается сравнением контуров на фотоснимках, с соответствующими контурами на имеющихся почвенных картах исследуемой территории.

В результате предполевого камерального дешифрирования на основе обобщения и идентификации аналогичных объектов по всей территории исследования была составлена почвенная карта -схема предварительного дешифрирования.

3.1.2. Полевые работы и послеполезой камеральный период.

Цель полевых работ состоит в проверке и уточнении содержания выделенных в предполевой камеральный период почвенных контуров, а также распознавание недешифрируемых по космич'ес-ким снимкам объектов.

Послеполевой камеральный период был заключительным этапом работ по составлению почвенной карты Юзшо-Туранской и

Прикопетдагской провинций. Во время камеральных работ прорабатывались и анализировались материалы полевых исследований, корректировалась номенклатура выделенных почвенных контуров, назывались неопознанные по космофотоснимкам объекты. Составлялась легенда.

3.2. Характеристика почвенной карты Южно-Туранской и Прикопетдагской провинций, составленной на основе лаядйафтно-иядикационяого дешифрирования космических снимков.

■ ■ 3.2.1. На основе камерального дешифрирования космических фотоснимков я наземных наблюдений, а также анализа опубликованных и фондовых материалов был собран банк данных по прямым а косвенным делшфровочным признакам отдельных почвенных типов и непочвенных образований. Собранные данные систематизированы и офорсллены в виде индикационных таблиц, которые составлены отдельно для каждой провинции;

В представленных таблицах, содеряаяяе почвенных контуров выявлялась по материалам полевых исследований, на основании анализа почвенных карт или по аналогии признаков дешифрирования. Дешяфровочные признаки описывались в процесса дешифрирования космических снимков. Фактора почвообразования определялись путем изучения соответствующих тематических карт.

3.2.2. Задача составления почвенной карты Ювдо-ТУранской и Прикопетдагской провинций в масштабе 1:200000 заключалась в объективном показе современного состояния почвенного покрова, провятзтй, уточнении географических закономерностей распространения почвенных разностей я установления факторов почвообразования (рельеф, растительность) в условиях пустыни.

Легенда почвенной карты построена по принципу выделения в масштабе карты в качестве наиболее крупных таксономических единиц больших геяегяко-географических групп - рис.1., представленных также на почвенной карте (1971).

I. Почвы равнин включают типы почв - такыровидные, такыры и песчаные пустыни. Использование космических фотоснимков дало возможность более дробного подразделения этих типов почв в зависимости от генезиса почвообраэуюдих пород, форм рельефа и степени закрепленности растительностью, всего на 20 видов вы-

ПОЧВЕННАЯ КАРТА

.«-.■sœ-SiBÂt:, ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ

ЮЖНО-ТУРАНСКОИ ПРОВИНЦИИ А

Масштаб I 500000

делов, без определения их таксономических рангов.

2. Комплексы почв включают 13 видов выделов, почвенное содержание которых определялось на основе признаков дешифрирования и анализа тематических карт.

3. Почвы подгорных равнин и низких предгорий включают сероземы светлые, сероземы типичные и сероземы примитивнее отахыроя-яые, последние определепы по признакам дешфрароваияя.

4. Солончаки выделяются самостоятельно по признакам дешифр.лро-

5. Орошаемые почвы вшвочают три типа почв - орошаемые сероземы, орошаемые такыровидные и орошаемые луговые почвн.

3.3. Оценка информативности космических снимков при изучении и картографировании почвенного покрова аридных зон.

Анализ данных таблиц и сопряженный анализ составленной нами карты и изданных почвенных карт (1971, 1985) позволяет.

сделать выводи об информативности и возможности- космяческ. х снимков при изучении и картографировании почвенного покрова Центральной части К>гло-Туранской я Приколетдагской провинций.

На космических снимках по рисунку фотоизображения различайте т контуры распространения относительно однородных почвенных т дасэнов и контурыраспростраяения почвенных комбинаций. Посааднее свидетельствует о возмокност" составления более дробных почвенных карт на основе дешифрирования космических снимков более крупного масштаба или аэрофотоснимков.

'.наляз таблиц индикации содержащихся в диссертации также показывает преобладание расплывчатых границ между контурами зональных почв, что указывает на некоторую их условность и подтверждает континуальность строения почвенного покрова аридных зон. Контуры распространения сопутствующих почв имеют, как правило, резкие границы.

Песчаные пустынные почвы на космических снимках по рисунку фотоизображения разделяются в зависимости от их приуроченности к различным формам рельефа. Такггм образом космические снимки дают возможность выделять контуры песчаных пустынных почв, приуроченных к грядовым пескам, ячеистым пескам, лунковым пескам, и др. формам рельефа. Можно предполагать, что такое подразделение контуров песчаных пустынных почв пер-

споктивно для суждений о генезисе, динамике и устойчивости почвенного покрова.

В условиях пустыни растительный покров оказывает большое влияние на почвообразовательный процесс, на содержание гумуса, что в свою очередь, влияет на отражательную способность, т.е. на тон фотоизображения, более гумусные почвы имеют более темный тон фотоизображения. Кроме того растительность непосредственно влияет на тон фотоизображения.

По тону фотоизображения оказалось возможным разделить песчанке пустынные почвы по степени закрепленности на сильно-закрепленные, закрепленные, слабозакрепленные и разбитые, что косвенно свидетельствует о состоянии и свойствах почв.

Таким образом, космические снимки масштаба 1:200000 позволяют подразделить контуры распространения типов почв, показанных на почвенных картах 1971 и 1985 годов, на более дробные контуры этих же типов почв, но развитых на разных типах песков и с разной степенью закрепленности растительностью, т.е. функционирующих в различных экологических условиях.

Такыровидные почвы и такыры были разделены в зависимости от генезиса почвообразувдих пород: на аллювиальных, пролювяаль-шх и делювиальных отложениях.

Предложенные новые дополнительные показатели на почвенной карте могут использоваться при суждении о генезисе, динамике и устойчивости почвенного покрова и при разработке прогноза развития почвенного покрова и почвоохранных мероприятий для Южно-Турайской и Прикопетдагской почвенных провинций.

В результате проведенных исследований можно сделать вывод,, что некоторые почвы с большей достоверностью опознаются на космических снимках, например: такыры, такыро видные почвы, солончаки, песчаные пустынные почвы.

На космических снимках уверенно дешифрируются выходы горных пород, открытые водные поверхности, а также антропогенные объекты, такие как орошаемые земли по прямоугольной форме и темному тону.

По прямым деашфровочным признакам (фототону и рисунку фотоизображения) подтипы сероземов не отличаются между собой.' Но их можно различить по косвенному дешифровочному признаку -высоте над уровнем моря. Известно, что сервземы светлые рас-

пространенн на высоте над уровнем моря от 400 до 600 м, а типичные сероземы от 600 до 800 м.

ГЛАВА 4. Автоматизированное дешифрирование космических снимков.

В настоящее время наблюдается бурное внедрение компьютерной техники в практику исследований природных объектов, в том числе и почвенного покрова. Ведутся разработки автоматизированных методов картографирования, внедрение ГИС - технологий в практику почвеяно-географических работ.

Работы в этой области в настоящее время носят экспериментальный характер, но их перспективность врядли вызывает сомнение.

Нами была предпринята попытка оценить эффективность использования автоматизированного анализа изображения территории Южно-ТУракской провинции на космическом снимке, полученном с помощью камеры КАТЭ в масштабе 1:1500000 до мелкомасштабного картографирования почвенного покрова. Автоматизированная обработка проводилась на приборе ;FE А & ~ 4200 (Германия).

На современном этапе результаты рассмотренного варианта автоматизированного анализа изображений необходимо рассматривать лишь в качестве одного из этапов предварительной подготовки информации, необходимой для построения почвенной карты.

Для того, чтобы выявить преимущества и недостатки использования результатов рассмотренного варианта автоматизированной обработки изображений при картографировании почвенного покрова, было проведено сравнение результатов автоматизированного и визуального выделения контуров.

Одним из преимуществ использованного метода автоматизированного дешифрирования почвенного покрова над визуальным является большая точность и объективность оценки тоновых неод-нородностей изображений. В то же время, недостатком является использование лишь анализа тона изображения как дешифровочного признака, тогда как при визуальном дешиф^ лровании привлекаются и иные дешифрсвочные признаки.

Другим важным преимуществом использования автоматизированных систем обработки изображений является их технологичность. Результаты автоматизированной обработки изображения обладают

поляой воспроизводимостью, то есть не изменяя правил обработки всегда получен один и тот же результат. *

Полученный в итоге автоматизированной обработки результат можно рассматривать в качестве одного из этапов работ по информационному обеспечению автоматизированного картографирования почвенного покрова. Наличио программного обеспечения по сегментации изображения с учетом его текстурных особенностей (Чабан, 198 . ) дает основание надеяться на полученные в результате автоматизированной обработки контурной сети, более близкой к полученной при визуальном дешифрировании, чем в. рассмотренном нами случав.

ГЛАВА 5. Оценка информативности космических материалов при изучении и картографировании антропогенного воздействия на почвенный покров и опустынивание территории Сирии.

Для борьбы с опустыниванием необходима исходная информация о состоянии природной среды. В связи с этим повышается значение аэрокосмических методов изучения состояния природной среды и геоинформационных систем, нацеленных не только на оперативное информационное обеспечение, но и на прогнозирование и принятие решений.

Работы по составлению карты современного состояния опустынивания и антропогенного воздействия на территории Сирии в 1:750000 по материалам космических съемок выполнялись в следующем порядке:

Изучались литературные источники по состоянию опустынивания на территории Сирии, использовались "рекомендации, разработанные ФАО и другими международными организациями специально для аридной зоны.

В камеральных условиях дешифрировались космические снимки на всю территорию подлежащую картографированию. На карте выделены прежде всего типы опустынивания, т.е. типы процеосов, характеризующих опустынивание: деградация растительного покрова, ветровая эрозия, водная эрозия, засоление антропогенных ландшафтов, изменение гидрографической сети и другие.

Составленная карта современного состояния территории Сирии в масштабе 1:750000 дает представление о развитии отдель-

ных типов опустынивания, интенсивности процессов опустынивания и причинах вызывающих их.

Правде всего карта показывает, что процессы опустынивания охватывают большую территорию Сирия.

Согласно пршшгым критериям (Харин, Нечаева и др., 1983) на территории Сирии наблюдаются процессы деградации растительного покрова, засоления почв, ветровой эрозия.

Составленная карта может бить использована при разработке комплексных проектов освоения природных ресурсов. Также она" может быть использована для оценки и выбора площадей, нуждающихся в мелиорации и применении мер по борьбе с процессом опустынивания.

Использование космических снимков представляет большие возможности для анализа процессов опустынивания:

' - Материалы космических съемок позволили достаточно точно установить типы опустынивания развивающиеся на территории-Сирии.

- Материалы КФС позволяют выделять участки, затронутые деградацией в результате нерационального их использования.

- Использование КФС при составлении карты опустынивания дает большой выигрыш во времени и высокий экономический эффект, особенно при изучении труднодоступных территорий.

- Легенда карты опустынивания, составленная путем камерального дешифрирования, должна быть уточнена в полевых условиях для определения степени интенсивности процессов опустынивания.

выводы

1. Высокая информативность космических фотоснимков для составления почвенных карг наиболее полно реализуется путем камерального контурного дешифрирования снимков с одновременным анализом тематических карт природных условий изучаемых территорий.

2. Использование высокой информативности космических фотоснимков позволило выделить в пределах ареалов типов и подтипов почв, показанных на почвенных картах 1971 и 1985 >^дов, более дробные контуры песчаных пустынных почв и такырных комплексов с учетом их приуроченности к разным типам песков, степени закрепленности песков растительностью.

3. Использованная в настоящей работе методика обеспечила возможность выделения по комплексу депшфровочнык признаков на карте 1:200.000 масштаба Южно-Туранской и Предкопетдагской провинций ареалов разнообразных песчаных пустынных почв, такырных комплексов, солончаков, сероземов и орошаемых почв.

4. Опыт автоматизированной обработки космических фотоснимков исследуемой территории подтвердил перспективность этого метода в отношении воспроизводимости результатов дешифрирования и в оперативности получения результатов.

5. Впервые составленная на основании камерального дешифрирования карта антропогенного воздействия и опустынивания на территории Сирии в масштабе 1:750.000 объективно отражает распространение процессов опустынивания и деградации почв в результате нерационального использования почвенных ресурсов.