Геомоделирование почвенного покрова на основе обобщённого пространственного анализа территории заповедника «Басеги» (Средний Урал)

DOI: 10.35595/2414-9179-2020-4-26-131-146

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

И.А. Самофалова

Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова, Факультет почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения,
ул. Петропавловская, д. 23, 614990, Пермь, Россия,
E-mail: samofalovairaida@mail.ru

Аннотация

В современных условиях существует объективная необходимость развития ГИС в работе заповедников и национальных парков России для повышения качества решения научных и природоохранных задач. Цель исследования — используя метод обобщённого пространственного анализа, провести геомоделирование почвенного покрова для территории заповедника «Басеги» (хребет Басеги, Средний Урал). Для проведения исследований использовали топографические карты, космические снимки с высоким пространственным разрешением — до 5 м; программное обеспечение ГИС; данные почвенных разрезов. В ходе работы обрабатывались большие массивы пространственно-распределённых данных, что вызвало необходимость структурирования информации и создания баз данных. На основе цифровой модели рельефа определены границы геосистем водосборных бассейнов и высотно-растительных формаций. Для каждой растительной группировки выделяется наиболее благоприятный интервал высот для их развития. В пределах водосборных бассейнов рек выделены элементы их структурной организации: речные русла, внутренняя долина, склоновые поверхности водосбора, водосборные воронки, фанды, дуги. Установлено, что более активно бассейнообразование происходит на западных склонах хребта, что приводит к «деформации» структуры сложившейся высотной поясности почвенно-растительного покрова. Для территории заповедника «Басеги» созданы электронные тематические карты по основным факторам почвообразования. На основе обобщённого пространственного анализа установлены индикационные связи между растительностью, высотой местности, экспозицией и крутизной склонов, структурными элементами водосборного бассейна реки, почвами. Почвенные контуры для всей территории оцифровывались по космическим снимкам, автоматизированным методом дешифрирования данных дистанционного зондирования, с учётом всех факторов почвообразования.

Геомоделирование почвенного покрова на основе обобщённого пространственного анализа территории заповедника «Басеги» позволило создать модель структурной организации почв в пространстве. Совместное применение бассейнового метода и геоинформационных технологий дают высокую точность (80–90 %) при использовании их для сложных природных условий.

Ключ. слова

почвенный покров, водосборный бассейн, ГИС, карта

Список литературы

  1. Бахарев П.Н., Семёнов В.В., Андреев Д.Н. Геоинформационная база данных территории заповедника «Вишерский». Географический вестник, 2015. № 2 (33). С. 56–62. DOI: 10.17072/2079-7877-2015-2-56-62.
  2. Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Иванов М.А. Автоматизированное построение границ бассейновых геосистем для Приволжского федерального округа. География и природные ресурсы, 2014. № 3. С. 33–39. DOI: http://www.izdatgeo.ru/pdf/gipr/2014-3/32.pdf.
  3. Калюжная И.Ю., Калюжная Н.С., Леумменс Х.Дж.Л. Опыт использования картографических методов и ГИС в проектировании биосферного резервата «Эльтонский». ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М.: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 1. C. 337–351. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-337-351.
  4. Молчанов Э.Н. Структура почвенного покрова гор Северного Кавказа. Почвоведение, 1999. № 7. С. 816–827.
  5. Мудрых Н.М., Яшинина И.А. Геоинформационные технологии в агрохимическом мониторинге земель сельскохозяйственного назначения. Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края. Сборник научных трудов. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, ГИС-центр ПГНИУ, 2015. Вып. 8. С. 72–75.
  6. Отбоева С.Д., Жалсараева Е.А. Особенности применения геоинформационных систем при экоаудите особо охраняемых природных территорий. Российское предпринимательство, 2016. Т. 17. № 15. С. 1807–1816. DOI: 10.18334/rp.17.15.36404.
  7. Савин И.Ю. Инвентаризация почв с использованием ГИС технологий. Почвоведение, 2003. № 10. С. 1189-1196.
  8. Самофалова И.А. Геопространственное моделирование физико-химических свойств горных почв (Северный Урал, заповедник «Вишерский»). Российский журнал прикладной экологии, 2019 (а). № 2 (18). С. 35-41.
  9. Самофалова И.А. Индикационная связь между генетическими признаками почв и высотными ландшафтами на Среднем Урале (хребет Басеги). Российский журнал прикладной экологии, 2019 (б). № 2 (18). С. 42-48.
  10. Самофалова И.А., Шутов П.С. Геосистемно-бассейновый подход как основа изучения структуры почвенного покрова. Вестник Алтайского ГАУ, 2017. № 1 (147). С. 49-57.
  11. Самофалова И.А., Шутов П.С. Использование ГИС-технологий для пространственной дифференциации геосистем на территории заповедника «Басеги». Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края. Сборник научных трудов. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, ГИС-центр ПГНИУ, 2015. Вып. 8. С. 112-120.
  12. Трифонова Т.А. Формирование почвенного покрова гор: геосистемный аспект. Почвоведение, 1999. № 2. С. 174-181.
  13. Чащин А.Н., Кондратьева М.А. Использование данных дистанционного зондирования для оценки темпов самозарастания угольных отвалов Кизеловского бассейна. Географический вестник, 2019. № 2 (49). С. 135-147. DOI: 10.17072/2079-7877-2019-2-135-147.
  14. Черкасов А.А., Махмудов Р.К., Эшроков В.М. ГИС «Схема территориального планирования Республики Калмыкия». ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М.: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 1. C. 179-188. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-179-188.
  15. Gray D.P., Harding J.S. Acid Mine Drainage Index (AMDI): A benthic invertebrate biotic index for assessing coal mining impacts in New Zealand streams. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research, 2012. No 46. P. 335-352.
  16. Khayrulina E.A., Khmurchik V.T., Maksimovich N.G. The Kizel coal basin (the Western Urals, Russia): environmental problems and solutions. Mining meets water — conflicts and solutions. Proceedings IMWA, 2016. Annual conference. Leipzig, 2016. P. 761-767.
  17. Maksimovich N.G., Pyankov S.V., Khayrulina E.A. Environmental assessment of closeded coal mine territory using GIS analysis. Mine water and circular economy, 2017. IMWA (Lappeenranta). P. 212-217.
  18. Maksimovich N.G., Gorbunova K.A., Balkema A.A. Geochemical aspects of the geological medium changes in coal fields. Proceeding of 6 International Congress of engineering geology. Rotterdam, 1990. P. 1457-1461.
  19. Petty J.T., Barker J. Water quality variability in tributaries of the Cheat River, a mined Appalachian watershed. Proceedings of the American Society of mining and reclamation, 2004. V. 15. P. 1-21.
  20. Petty J.T., Fulton J.B., Strager M.P., Merovich G.T., Stiles J.M., Ziemkiewicz P.F. Landscape indicators and thresholds of stream ecological impairment in an intensively mined Appalachian watershed. Journal of the North American Benthological Society, 2010. No 29. P. 1292-1309.
  21. Samofalova I.A. Geo-modeling of soil cover in inaccessible areas (Perm region, the Middle Urals). International conference “Global soil map 2017”. Proceedings. Moscow, Russia, July 4-6, 2017. Moscow: V.V. Dokuchaev Soil Science Institute & Agrarian-Technological Institute, RUDN University, 2017. P. 77.
  22. Singh N.P., Mukherjee T.K., Shrivastava B.B. Monitoring the impact of coal mining and thermal power industry on landuse pattern in and around Singrauli coalfield using remote sensing data and GIS. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 1997. V. 25. No 61. DOI: 10.1007/BF02995419.
  23. Yan C., Liu R., Liu S., Wu L., Liu S. Study of remote sensing index indicators about the mine environment evaluation. International geoscience and remote sensing symposium (IGARSS), 2004. V. 1. P. 579-581.
  24. Yermolaev O.P., Maltsev K.A., Mukharamova S.S., Kharchenko S.V., Vedeneeva E.A. Cartographic model of river basins of European Russia. Geography and Natural Resources, 2017. V. 38 (2). P. 131-138.
  25. Zhao X., Liu S., Wang P., Li Q., Liu X., Qu Y. A study on the remote sensing information model about the water pollution caused by mine tailings. International geoscience and remote sensing symposium (IGARSS), 2003. V. 4. P. 2483-2487.

Для цитирования: Самофалова И.А. Геомоделирование почвенного покрова на основе обобщённого пространственного анализа территории заповедника «Басеги» (Средний Урал). ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2020. Т. 26. Ч. 4. С. 131–146 DOI: 10.35595/2414-9179-2020-4-26-131-146

For citation: Samofalova I.A. Geomodeling of soil cover on the basis of generalized spatial analysis territories of the “Basegi” Reserve (Middle Ural). InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: Moscow University Press, 2020. V. 26. Part 4. P. 131–146. DOI: 10.35595/2414-9179-2020-4-26-131-146 (in Russian)