опустынивание — Аридные экосистемы Arid ecosystems

О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ СЕЗОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Залибеков З.Г., Магомедов Р.А., Мусаев М.А., Биарсланов А.Б., Ахмедов А.М., Мусалаева П.Д. О закономерностях сезонных изменений водного режима почв аридных территорий // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 4 (101). С. 48-59. | PDF

В условиях современных природных процессов в аридной зоне ведущая роль принадлежит формированию водного режима почв и водных ресурсов, проведению мероприятий по устранению дефицита почвенной влаги и высокой температуры воздуха. Развитие природной циклической деятельности и изменение соотношения тепла и влаги по отдельным сезонам становятся значительными силами, способными формировать комбинации в условиях опустынивания и аридизации. Параметры создаваемой комбинации почв и водного режима соответствуют требованиям роста и развития отдельных групп эфемеровой растительности, определяющей возможности использования биологического потенциала.

Изучение водного режима почв, подверженных опустыниванию и аридной деградации, является важной проблемой, имеющей фундаментальное и прикладное значение. Устойчивое состояние водного режима почв в пустынном и пустынно-степном типах почвообразования сопровождается определенными изменениями в функционировании почв в разные сезоны года. Исследованию сезонных процессов и функций почвенного покрова уделяется недостаточное внимание. При исследовании различных типов почв и процессов аридизации необходимо знание роли комбинаций в показателях водного режима, формирующихся в самые короткие отрезки времени и представляющих непрерывную их сменяемость. Для выяснения этого процесса необходимо проведение исследований периодически возникающих свойств, которые способствуют вскрытию закономерностей изменения соотношения тепла и влаги в периоды с разной продолжительностью и разным количеством осадков. Результаты исследований режима водных свойств почв представляют основу для определения степени аридизации по генетическим признакам почвенного профиля. Главными факторами проявления аридизации являются дефицит влаги и возрастающая роль климатического потепления (Виноградов и др., 1975). Проводимые исследования в этом направлении связаны в основном с разработкой закономерностей влияния факторов почвообразования (климата, почвообразующей породы, растительности, антропогенного фактора) на водный режим почв аридных экосистем. В исследованиях процессов аридной деградации значительное внимание уделяется улучшению водного баланса, посадке защитных лесополос, проведению фитомелиораций, выявлению потенциала растительности кормовых угодий и оптимизации антропогенных воздействий (Лаптев, 1997). Процесс гумификации является фактором, определяющим плодородие почв засушливых регионов и борьбы с опустыниванием, поэтому исследования проблем аридных земель часто ограничиваются определением признаков опустынивания, динамики разложения, уменьшения органического вещества, потери почвенной структуры, элементов плодородия почв и др. Это общепризнанный подход, при котором изучаются и оцениваются процессы деградации и переходные стадии от зональных почв к литогенным органоминеральным образованиям, характерным очагам опустынивания.

Ключевые слова: опустынивание, комбинации почв, коэффициент увлажнения, сезонные процессы, параметры гумидного и аридного режимов, годовой цикл, соотношение тепла и влаги, конвергентность.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-4-48-59
EDN: VQZIFF

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТРАТЕГИЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПО БОРЬБЕ С ОПУСТЫНИВАНИЕМ ПРИ ПОМОЩИ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ И НЕЧЕТКОГО ЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Мебарки А., Ситайеб Т. Оценка влияния стратегий реабилитации по борьбе с опустыниванием при помощи данных дистанционного зондирования и нечеткого логического анализа // Аридные экосистемы. 2025. Том 31. № 1 (102). С. 12-29. | PDF

За годы в провинции Наама, Алжир было запущено множество проектов, направленных на восстановление территорий и борьбу с опустыниванием. Данное исследование сосредоточено в северном регионе, расположенном между муниципалитетами Эль Биод и Мекерия и разделено на 3 ключевых участка: A, B и C. Для мониторинга эволюции растительного покрова и деградации, вызванной вышеупомянутыми проектами, был использован преобразованный индекс растительности с коррекцией по почве (TSAVI). Для построения карты опустынивания и уровня засухи был применен нечеткий логический анализ, с использованием индекса TSAVI, индекса песчаной завесы (англ. «sandy veil index» или SVI) и данных по температуре поверхности почвы за 5 лет (1984, 1994, 2000, 2013, 2023 гг.). Результаты исследования показали, что данные проекты были успешны в разной степени: некоторые достигли поставленных целей, а некоторые привели к деградации.

На их реализацию повлияли следующие факторы: основной – изменение климата; высокие температуры и низкий уровень осадков нанесли взаимосвязанный ущерб; перевыпас скота повлиял на проект, касавшийся пастбищных насаждений и достигший определенных успехов, несмотря на деградацию; расширение городов негативно повлияло на проект по высадке зеленых поясов из-за вырубки деревьев. Выбор растений, а именно, сосны алеппской (Pinus halepensis) и эвкалипта камальдульского (Eucalyptus camaldulensis), для проектов по восстановлению (высадка зеленых поясов, массовое облесение) показал отсутствие регенерации данных видов и их последующую деградацию в связи с их несовместимостью с суровыми климатическими условиями региона. И, напротив, проект по укреплению песчаных дюн продемонстрировал значительное и многолетнее развитие растительности, что объясняется использованием таких видов, как тамарикс безлистный (Tamarix articulata) и ретамы обыкновенной (Retama raetam), известных своей устойчивостью к климату данного района. Они оказались крайне полезны для стабилизации песка и защиты территории.

Ключевые слова: провинция Наама, преобразованный индекс растительности с коррекцией по почве (TSAVI), нечеткий логический анализ, картографирование, восстановление, опустынивание.

DOI: 10.24412/1993-3916-2025-1-12-29

EDN: RKIUZG

О ГЛОБАЛЬНОМ ЗНАЧЕНИИ ВРЕМЕННО-ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ АРИДНЫХ ПОЧВ В РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ОПУСТЫНИВАНИЯ

Залибеков З.Г., Мусаев М.А., Асгерова Д.Б. О глобальном значении временно-функционирующих свойств аридных почв в различных стадиях опустынивания // Аридные экосистемы. 2025. Том 31. № 2 (103). С. 33-44. | PDF

Значительный объем проведенных научно-исследовательских работ по изучению процессов опустынивания, аридизации засушливых земель и континентальных пустынь создали основу для дифференциации сезонных (временных) изменений, способствующих смене признаков аридных почв и соответствующих компонентов экосистем элементами режима гумидных условий. Радикальное изменение степени увлажнения почвенно-растительного покрова по сезонам года связано с формирующимися различиями в обеспеченности почв влагой из атмосферных осадков в разные периоды года.

Природная стадия процессов устранения дефицита почвенной влаги в осенне-зимний, зимне-весенний периоды в зоне засушливых земель полупустынных и степных комплексов приводит к понижению иссушения почвенного профиля, обогащая корнеобитаемый слой влагой до уровня водообеспеченности почв, характерного для гумидных областей. Продолжительность периода использования растениями накопленной влаги за указанные сроки составляет 60-70 дней, где соотношение показателей температуры воздуха и влажности почв определяется в диапазоне, оптимальном для роста и развития растений. Выявление периода с оптимальным соотношением тепла и влаги с определенной продолжительностью в зональных условиях проявления опустынивания, включая высшую стадию опустынивания, дает основание для разработки технологии, которая отличается от общепринятой зональной и учитывает условия, характерные для полупустынного климатического режима (Акимцев, 1957; Биарсланов и др., 2021).

Ключевые слова: атмосферные осадки, опустынивание, континентальное опустынивание, локальное опустынивание, фактор ограничения, пустыни, временно-функционирующие свойства, стадия увлажнения, испарение, соотношение тепла и влаги, ослабляющие деградацию почв свойства, высшая степень.

DOI: 10.24412/1993-3916-2025-2-33-44

EDN: FWTOBL

ОЦЕНКА ЗАПАСОВ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ЗАСУШЛИВЫХ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПОЧВАХ ЮГА РОССИИ

Федотова А.В., Емельяненко В.И. Оценка запасов органического углерода в засушливых деградированных почвах юга России // Аридные экосистемы. 2025. Том 31. № 2 (103). С. 61-68. | PDF

Засушливым регионам в исследованиях по управлению углеродом до сих пор уделялось мало внимания. В статье обсуждаются результаты оценки и сравнения запасов органического углерода в аридных почвах разной степени деградации в засушливой зоне южной части России (Астраханская область). На основе анализа данных, характеризующих 263 профиля почв, установлено, что с возрастанием степени деградации запасы углерода снижаются. Наблюдается значительная пространственная вариабельность как между биогеоценозами, так и внутри них. Результаты показали, что автоморфные почв имеют более низкую способность к депонированию органического углерода по сравнению с гидроморфными. В автоморфных почвах запасы углерода составляют 9.37±1.02 т га^-1, что в 4 раза ниже, чем в гидроморфных, где они составляют 37.01±2.34 т га^-1. Установлено, что гидроморфные солончаки прибрежных пространств корковых солончаков очень сильной степени деградации при полном отсутствии растительного покрова имеют запасы органического углерода на уровне автоморфных зональных почв.

Ключевые слова: углерод, аридные почвы, опустынивание, деградация, автоморфные почвы, гидроморфные почвы.

DOI: 10.24412/1993-3916-2025-2-61-68

EDN: JOPMDY

АНАЛИЗ ИНФОРМАТИВНОСТИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ВЕГЕТАЦИОННЫХ ИНДЕКСОВ ДЛЯ СПУТНИКОВОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ПЕСКОВ И ДЕФЛИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Биарсланов А.Б. Анализ информативности спектральных вегетационных индексов для спутникового картографирования открытых песков и дефлированных территорий Северо-Западного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2025. Том 31 № 3 (104). С. 42-54. | PDF

Неблагоприятные гидротермические условия, нерациональное использование сельскохозяйственных угодий, в том числе чрезмерные пастбищные нагрузки, приводят к деградации степных и пустынных ландшафтов вплоть до полной утраты растительного покрова и верхних почвенных горизонтов. Это служит предпосылкой для интенсификации процессов дефляции и возникновения пыльных бурь, которые провоцируют дальнейший рост площади открытых (подвижных, развеваемых) песков и лишенных растительности территорий. Для мониторинга предпосылок и последствий интенсивных процессов дефляции широко применяются данные дистанционного зондирования Земли, в том числе спектральные вегетационные индексы, получаемые на их основе. Исследование направлено на оценку информативности 45 различных вегетационных индексов, рассчитываемых по спутниковым данным Sentinel-2 и Landsat, для картографирования открытых песков в Северо-Западном Прикаспии, где в последнее десятилетие интенсифицировались процессы деградации пастбищ на песчаных и супесчаных почвах. В результате сопоставления с данными аэросъемки на 3 тестовых участках общей площадью 23.1 га, которая выполнялась трижды в течение 2023 года, установлены наиболее информативные вегетационные индексы. Для данных Sentinel-2 пространственного разрешения 10 м рекомендуются NDVI и коэффициенты спектральной яркости в видимом диапазоне, а для данных разрешения 20 м и Landsat – вегетационные индексы на основе видимого и коротковолнового инфракрасного диапазонов (NDSAI, BUI, NBR2, BAEI). Результаты исследования могут использоваться при картографировании открытых песков по спутниковым данным дистанционного зондирования Земли и разработке автоматизированных методов их классификации, в том числе на основе машинного обучения.

Ключевые слова: спутниковый мониторинг, дистанционное зондирование, опустынивание, дефляция, Дагестан, аридные ландшафты.

DOI: 10.24412/1993-3916-2025-3-42-54

EDN: GDXXFN

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ И ИХ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОРОШЕНИЯ ПОЧВ АРИДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ТЕРСКО-КУМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

Магомедов Р.А. Подземные воды и их потенциал для целей орошения почв аридных экосистем Терско-Кумской низменности // Аридные экосистемы. 2025. Том 31 № 3 (104). С. 142-152. | PDF

Проблема опустынивания – одна из самых актуальных современных экологических проблем в мире. В условиях нарастающих изменений климатических условий и прогрессирующего расширения площадей пустынь аридной зоны, истощение запасов пресных артезианских вод, ухудшение их качества, падение напоров в водоносных горизонтах, затопление, засоление и загрязнение приартезианских земель наносит значительный ущерб геоэкологии Прикаспийского бассейна. Применению пресных подземных вод в условиях безводных пустынь и полупустынь, где отсутствуют запасы поверхностных вод, нет альтернативы. Актуальность проводимых исследований в условиях аридных экосистем региона не вызывает сомнения. Многолетняя интенсивная эксплуатация Северо-Дагестанского артезианского бассейна в прошлом столетии, нарастание бесконтрольного забора подземных вод из заброшенных в постсоветский период и вновь пробуренных «бесхозным» способом скважин усугубляет экологическую ситуацию в регионе. В этих условиях изучение режима подземных вод и их потенциала для целей орошения почв аридных экосистем региона приобретает особую значимость. В работе сделан обзор результатов предыдущих исследований, анализ вновь полученных результатов и даны рекомендации для реализации дальнейших исследований по заявленной тематике. Анализ проведенных исследований гидрогеологических условий и оценка потенциала подземных вод региона может стать основой для проведения инвентаризации ресурсов подземных вод, добычи артезианских вод и установления норм водопотребления для населенных пунктов региона и целей орошения почв аридных экосистем, а также, – создания и рационального размещения сети стационарных опорных наблюдательных пунктов на исследуемой территории и организации регионального мониторинга режима подземных вод.

Ключевые слова: подземные воды, опустынивание, аридная экосистема, артезианский бассейн.

DOI: 10.24412/1993-3916-2025-3-142-152

EDN: SKMMKJ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ CYNOGLOSSUM VIRIDIFLORUM PALL. EX LEHM. В КАРАКАЛПАКСКОЙ ЧАСТИ ПЛАТО УСТЮРТ (УЗБЕКИСТАН)

Рахимова Т., Шомуродов Х.Ф., Адилов Б.А., Рахимова Н.К., Шарипова В.К. Современное состояние ценопопуляций Cynoglossum viridiflorum Pall. ex Lehm. в Каракалпакской части плато Устюрт (Узбекистан) // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 71-79. | PDF

На основании структуры ценопопуляций редкого и лекарственного вида Узбекистана – чернокорня зеленоцветкового (Cynoglossum viridiflorum Pall. ex Lehm.), произрастающего в Каракалпакской части Устюрта, оценено его современное состояние. Представлены новые сведения об онтогенезе и онтогенетической структуре ценотических популяций этого редкого эндемика. Дана характеристика растительного сообщества с его участием. Вегетационный цикл C. viridiflorum в условиях Устюрта длится около восьми месяцев – с марта по октябрь. Исследование показало, что изученные ценопопуляции нормальные, полночленные. Характерный онтогенетический спектр для C. viridiflorum левосторонний за счет высокой семенной продуктивности и всхожести семян. Это в целом отражает биологические особенности C. viridiflorum и свидетельствует о стабильном состоянии популяций вида в условиях Устюрта.

Ключевые слова: Cynoglossum viridiflorum, Каракалпакстан, плато Устюрт, Восточный чинк, опустынивание, онтогенез, онтогенетическая структура, ценопопуляция.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-71-79

EDN: INZHEM

ЛЕСНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ И ПАСТБИЩНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРИКАСПИИ

Манаенков А.С., Рыбашлыкова Л.П. Лесная мелиорация и пастбищное природопользование в Прикаспии // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 117-124. | PDF

Нарушение номадных форм использования пастбищ приводит к деградации растительности, периодическим масштабным вспышкам дефляции и опустыниванию, трансформации физико-химических свойств песчаных почв аридной зоны. Практика показала, что эффективным средством восстановления их продукционного потенциала является создание многоярусного растительного покрова – лесопастбищных угодий. Цель исследования – оценить современное состояние, кормовую продуктивность, привлекательность, устойчивость лесопастбищ и разработать предложения по их оптимизации. Исследования проводили путем комплексного изучения натурных объектов на временных пробных площадях с использованием типовых методик агролесомелиоративных, геоботанических и почвенных исследований, статистической обработки данных. Установлено, что на мощных перевеянных песках Ногайской степи в лесопастбищах с древесным ярусом из Robinia pseudoacacia и Ulmus pumila урожайность корма увеличивается до 2-3 т/га (в пересчете на сено) и по сезонам года в 1.5-3.5 раза превышает таковую на природных пастбищах. На мелкобархных песках Черных земель лесопастбища, образованные насаждениями Krascheninnikovia ceratoides и Calligonum aphyllum в возрасте 30-40 лет продуцируют 1.5-3 т/га сухого корма, что в 1.4-2 раза выше, чем в окружающей степи. На слабо- и неперевеянных песках Астраханского Заволжья в 20-60-летних лесопастбищах с защитно-кормовыми насаждениями Haloxylon aphyllum, C. aphyllum и K. ceratoides поедаемая масса кустарников составляет 0.1-4 т/га, травостоя – 0.3-1 т/га, что на 20% больше, чем в открытой степи. Выпасы с древесным и кустарниковым ярусом привлекают животных и являются более устойчивыми к дефляции. Функциональная долговечность лесопастбищ зависит от технологии их создания, режима содержания и эксплуатации. Наиболее важные мероприятия – охрана от пожаров и нормирование пастбищной нагрузки.

Ключевые слова: аридная зона, песчаные почвы, пастбища, опустынивание, лесопастбища, кормовая продуктивность, устойчивость.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-117-124

EDN: XVPRSW

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ НЕЙТРАЛЬНОГО БАЛАНСА ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕРРИТОРИИ ПРИКАСПИЙСКОГО РЕГИОНА

Куст Г.С., Шкляева Д.С., Лобковский В.А., Андреева О.В. Использование методологии нейтрального баланса деградации земель для оценки территории Прикаспийского региона // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 2 (99). С. 24-35. | PDF

Исследования Прикаспийского региона уже более 20 лет проводятся под эгидой Рамочной конвенции по защите морской среды Каспийского моря (Тегеранской конвенции). Она направлена на защиту от негативных воздействий не только акватории Каспийского моря, но и участков суши, расположенных непосредственно около него. В работе впервые на основе концепции нейтрального баланса деградации земель (НБДЗ) представлены результаты сравнительной оценки состояния земель для прибрежных областей пяти государств: Азербайджанской Республики, Исламской Республики Иран, Республики Казахстан, Российской Федерации и Туркменистана. Реализованный подход позволил выявить основные тренды динамики земель в рассматриваемом регионе, в том числе по отдельным странам и областям за разновременной период наблюдений. Результаты представлены в картографическом виде. Установлено, что для большинства регионов Прикаспия свойственно ухудшение текущей ситуации, связанное с активизацией деградационных процессов, описаны основные «горячие точки» опустынивания. В то же время динамика деградации земель в Прикаспии разнонаправлена по отдельным регионам и периодам наблюдений. Подбор разных периодов сравнения и базовых линий могут помочь проследить изменения в состоянии земель во времени и выявить пики его улучшения и ухудшения.

Ключевые слова: нейтральный баланс деградации земель, Прикаспийский регион, деградация земель, опустынивание.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-2-24-35

EDN: YDDPSD

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ДЮН НА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ В ПОЛУАРИДНОЙ ЗОНЕ ДЖЕЛЬФЫ, АЛЖИР

Аккуш С. Исследование влияния закрепления дюн на землепользование в полуаридной зоне Джельфы, Алжир // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 2 (99). С. 100-111. | PDF

Различные работы по исследованию закрепления дюн чрезвычайно актуальны. С одной стороны, они необходимы для борьбы с опустыниванием путем создания микроклимата, который обеспечивает экологическую стабильность хрупких экосистем; с другой, они необходимы для улучшения жизни сельского населения. Именно поэтому мы провели диахроническое исследование, чтобы спустя 31 год после посадки различных растений в дюнах дать количественную оценку их современному флористическому разнообразию. Кроме того, мы применили факторный анализ соответствия (англ. «factorial correspondence analysis») и иерархическую восходящую классификацию (англ. «hierarchical ascending classification») к 118 фитоэкологическим площадкам и 74 видам, чтобы на основании таких определяющих факторов, как уклон (ось 1) и влажность почвы (ось 2), разделить их на 4 группы. Анализ результатов этого исследования показал, что процент растительности увеличивается в зависимости от высотности: виды занимают подножия дюн, где высока влажность почв, а действие ветра сводится к минимуму. Наветренная сторона, на которой видам сложнее закрепиться, более сухая и сильнее подвержена преобладающему юго-западному типу ветра, тогда как подветренная сторона гораздо прохладнее, поэтому растениям проще на ней закрепиться. Каждый вид-фиксатор заселяет дюны по-разному: ротем (Retama retam Webb.) растет по всей дюне вне зависимости от топографии и экспозиции; гребенщик (Tamarix gallica L.) растет везде за исключением вершин на больших, открытых ветру высотах; тамарикс безлистный (Tamarix aphylla (L.) Karst) и лох узколистный (Eleagnus angustifolia L.) растут между дюн и по низу их склонов; а вероятность выживания дерезы арабской (Lycium arabica Boiss.) оказалась ниже 10%, особенно на наветренной стороне.

Ключевые слова: опустынивание, закрепление дюн, флористическое разнообразие, зона дюн, Retama retam Webb., биологическая иерархия.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-2-100-111

EDN: JGYLOV