Ізденістер, №1 исследования, НƏтижелер 2015 результаты
жүктеу/скачать 8,44 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Key words : reclamation, irrigation, salinity, hydrogeochemical and hydrogeological regimes, mineralization, reconstruction.
- Research materials and methods
Введение Земля является основой всех процессов жизнедеятельности общества, происходящих в политической, экономической, социальной, производственной, правовой, экологической и других сферах. В этой связи она обладает правом и представляет собой одно из важнейших условий нормального функционирования и развития экономики и общества. Казахстан обладая колоссальным земельно-ресурсным потенциалом должен осознанно подходить к его использованию, разработать стратегию рационального использования и охраны земель к его использованию. Учитывая большой процент устаревших топографических карт, требуется обновление государственных топографических карт на основе новой аэрокосмосъемки. В связи с тем, что съемка всех городов и поселков, выполнена в 1960-1980 годах возникла острая необходимость в создании крупномасштабных планов городов. Поэтому с 2008 года приступили к аэросъемке с последующим созданием планов земель сельскохозяйственных назначений, земель населенных пунктов и т. д. Создаваемые агентством государственные топографические карты всего масштабного ряда отображают максимально полную информацию о местности и являются основой для создания различных производных материалов, применяемых в разных областях республики [1]. В настоящее время актуальным является построение спутниковой геодезической сети и установление единой государственной системы координат на территории Республики Казахстан для широкого внедрения спутниковых технологий при решении задач в различных отраслях экономики. Существующие наземные геодезические методы по точности, оперативности, экономической эффективности не соответствуют требованиям науки и практики, в частности возникающим при геодезическом обеспечении, навигации, изучении геодинамических процессов [2]. .
системам координат, в которых функционируют современные спутниковые навигационные системы ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система - Российской Федерации) и NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System – глобальная спутниковая навигационная система Соединенных штатов Америки) [3].
430 Так как начало координат, выдаваемые навигационными системами, находится в центре Земли, поэтому необходимо учитывать различие между координатами точки привязанной к местной геодезической основе и координатами той же точки, привязанной к геодезической основе, начало которой совпадает с центром
земли. Благодаря активной автоматизации и компьютеризации, картография стала держательницей и распорядительницей огромных массивов информации о важнейших аспектах существования, взаимодействия и функционирования природы и общества. Информатизация проникла во все сферы науки и практики — от школьного образования до высокой государственной политики [4]. В науках о земле на базе информационных технологий созданы географические информационные системы (ГИС) - особые аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие сбор, обработку, отображение и распространение пространственно- координированных данных. Одна из основных функций ГИС - создание и использование компьютерных и электронных карт, атласов и других картографических произведений [8]. Обширные территории, занимаемые сельскохозяйственными угодьями, довольно сложно контролировать из-за недостатка точных карт, неразвитой сети пунктов оперативного мониторинга, наземных станций, в том числе и метеорологических, отсутствие авиационной поддержки, ввиду дороговизны содержания и т.д. Кроме того, в силу различного рода природных процессов, происходит постоянное изменение границ посевных площадей, характеристик почв и условий вегетации на различных полях и от участка к участку. Все эти факторы препятствуют получению объективной, оперативной информации, необходимой для констатации текущей ситуации, ее оценки и прогнозирования. Спутниковая съёмка сельскохозяйственных территорий позволяет решить такие проблемы. Типичными задачами в этой области являются: инвентаризация сельскохозяйственных угодий, контроль состояния посевов, выделение участков эрозии, заболачивания, засоленности опустынивания, определение состава почв, слежение за качеством и своевременностью проведения различных сельскохозяйственных мероприятий. При систематической повторяемости съёмок — наблюдение за динамикой развития сельскохозяйственных культур и прогнозирование урожайности. Например, зная, как меняется спектральная яркость растительности в течение вегетационного периода можно по тону изображения полей судить об их агротехническом состоянии. После перезимовки состояние озимых культур оценивается по различию в цвете здоровых и погибших растений, состояние озимых и яровых до уборки урожая - на основе учёта степени покрытости травостоем и его равномерности [5]. Основная цель статьи – определение путей по созданию гео информационной системы контроля и учета ресурсов сельскохозяйственных земель (далее Системы) с использованием данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Несмотря на очевидные успехи Министерства сельского хозяйства РК, в реализации задач системы на государственном уровне, при переходе от общего анализа территории к отслеживанию информации с конкретных регионов, полей, опытных участков, возникает масса проблем [6]. Основой функционирования Системы являются следующие принципы: - ежегодное декларирование сельхозпроизводителями площадей и характеристик обрабатываемых земель с привязкой к единой цифровой картографической основе, ответственность за предоставление информации; - определение наличия площадей обрабатываемых земель на основе совместного анализа ДДЗ среднего (20-50м) и низкого (250-500м) разрешения, обнаружение несоответствий с декларируемыми характеристиками; - полевые проверки результатов анализа ДДЗ с возникновением правовых последствий в случае окончательного выявления несоответствий; - проведение ГИС-анализа структуры и состава сельскохозяйственных земель, их правового режима, отслеживание изменений на основе правовых актов регионального и муниципального уровней (перевод земель в земли населенных пунктов, установление регламентов и ограничений в использовании земель на основе градостроительного 431 зонирования) естественных процессов (залысения, выветривания и пр.) на основе разнородной информации с использованием ДДЗ; - максимальная интеграция в существующую систему управления при минимизации затрат на создание и функционирование Системы [7]. Важный вклад в развитие агропромышленного комплекса Республики Казахстан вносят современные космические технологии. Для Казахстана с его необозримыми просторами особую актуальность представляет использование данных дистанционного зондирования для мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. В течение последних 15 лет АО «Национальный центр космических исследований и технологий» РК создает Национальную систему космического мониторинга Республики Казахстан [7]. В ее составе разработан комплекс ГИС-технологий для решения задач космического мониторинга сельскохозяйственного производства в Казахстане. Перечень задач включает картирование посевных площадей яровых посевов, контроль темпов и масштабов основных агротехнических работ, оценку состояния посевов и прогноз урожайности зерновых культур [8].
Одна из проблем прогноза урожайности из космоса состоит в определении объемов сорной растительности в зеленой биомассе посевов зерновых культур. Для оценки этого фактора разработана специальная технология оценки степени засоренности и учета ее влияния на будущий урожай. Основной задачей оценки продуктивности растительного покрова с помощью космической съемки является нахождение взаимосвязи между спутниковыми данными и параметрами, характеризующими, например, биометрические величины или другие свойства зерновых культур [9]. На полях хозяйствующих субъектов в течение вегетационного сезона ведутся согласно разработанным программам и инструкциям агрометеорологические и спектрометрические измерения, оценка состояния почвенного и растительного покровов, дается характеристика элементов продуктивности и качества урожая. В дополнение к стационарным наблюдениям ежегодно в период массового колошения зерновых посевов в Казахстане проводится маршрутное обследование полей. При обследовании зерновых полей определяются параметры, связанные с ожидаемой продуктивностью (плотность продуктивных стеблей, размер колоса, число колосков, их зернение и пр.). Собранная информация используется для специальной калибровки спутниковой информации и прогноза урожайности зерновых культур [10]. При этом кривая зависимости спектральных характеристик от урожайности строится только для специально выбранных полей. Это поля с первой культурой после пара, без сорняков, посеянные в оптимальные сроки. Их выбор основан на многолетних данных космического мониторинга зерновых культур. В последующем при прогнозе урожайности учитывается влияние погоды на посевы ранних и поздних сроков сева, а также снижение урожайности за счет высокого уровня засоренности. Верификация прогнозной урожайности проводится на уровне отдельных полей с помощью данных, полученных со стационарных полигонов [9]. Требуемая информация в необходимых объемах может быть получена только на основе совместной интерпретации данных дистанционного зондирования и наземных наблюдений и измерений. В связи с этим в дальнейшем, для установления достоверности, а так же возможной корректировки созданных карт, планируются наземные исследования по основным типам пастбищной растительности. Использование данных дистанционного зондирования различного пространственного разрешения позволят значительно сократить временные затраты на эколого-экономическую оценку ущерба. Так же применение ДДЗ позволяет проводить оперативную оценку и своевременно решать деятельность по управлению и регулированию земель. Суть данного метода заключается в наложении контура, определенного по космическим снимкам с помощью визуального дешифрирования, либо автоматической классификации, на цифровую карту земель. Использование разновременных космических снимков позволит 432 выявлять во время эрозию и опустынивание на территории земель в задачах мониторинга целевого использования земельного фонда [10]. Применение ГИС -технологий позволит объединить большие объемы
картографической и тематической информации в единую систему, и тем самым создать согласованную структуру данных для анализа имеющейся и получаемой информации. Проектируемая система повысит эффективность решаемых задач, упростит и ускорит работы
по принятию управленческих решений. ГИС позволит легко интегрировать анализировать данные дистанционного зондирования и полевых исследований. При этом реальный масштаб времени понимается как характеристика скорости создания-использования карт, то есть темпа, обеспечивающего немедленную обработку поступающей информации, ее картографическую визуализацию для оценки, мониторинга, управления, контроля процессов и явлений, изменяющихся в том же темпе. Спутниковые наблюдения дают возможность оперативно выявлять и точно определять координаты неожиданно случающихся крупных аварий, зон опасного проявления стихийных природных процессов, которые могут привести к таким авариям, а также отслеживать и прогнозировать медленные однонаправленные геодинамические деформации земной поверхности. Карты созданные в результате использования спутниковых методов мониторинга земель и применения ГИС-технологий позволят наглядно наблюдать за изменением состояния земель и принимать своевременные решения по улучшению земель, подверженных эрозии и другим процессам разрушения плодородного слоя земной поверхности.
1
. Сейфуллин Ж.Т. Земельный кадастр Казахстана. - Алматы: КазНИИЭОАПК,. 2000 г. - 225с. 2
экономическая комиссия. ООН. - Женева, 1996г. - 150с. 3
. Геопрофиль - ГИСLANDИЯ: ГИС для кадастра и инвентаризации земель №2/ 2009г. http://internetgeo.ru/archive_ua 4
. Карта кормовых угодий Республики Казахстан. – М 1:1 500 000. – 2010 г. 5
. Рачковская Е.И., Волкова Е.А., Храмцов В.Н. Ботаническая география Казахстана и Средней Азии (в пределах пустынной области). СП, 2003 г. 425 с. 6
Государственный земельный кадастр. Учебное пособие Баденко В.Л., Гарманов В.В., Осипов Г.К. Под ред. проф. Арефьева Н.В. СПб, Изд-во СПбГПУ, 2002. 331с.
7
материалы Центра информационных технологий. Viewed 28 January 2015. http; // www.citforum.ru/index.html 8
terra.kz/services/dz/use 9
. Лаборатория географических информационных систем. Viewed 28 January, 2015. http://ingeo.kz/index.php/ru/potentsial-instituta/laboratorii/geograficheskikh- informatsionnykh-sistem 10
. Комитет по делам строительства и ЖКХ. http://kds.gov.kz/index.php/ru 433 Турлыбеков О.И. ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ЖЕР РЕСУРСТАРЫН БАСҚАРУ МОНИТОРИНГІ ҮШІН ГАЖ ТЕХНОЛОГИЯСЫН ҚОЛДАНУ Ауыл шаруашылығын қолдау, əрдайым мемлекеттік деңгейде карастырылады. Мемлекет аграрлық секторды жетілдіру мен ауыл шаруашылығы мақсатындағы жерлерді пайдалану үшін мемлекеттік бағдарламалар мен жобаларды іске асыруда, сондай-ақ қаржыландыру көлемін де арттырып келеді. Ауыл шаруашылығы мақсатындағы жерлерді нақты пайдалану, сондай-ақ ауыл шаруашылығы өнімдерін басқарудың тиімділігін арттыру үшін қазіргі заманғы тəсілдерді жəне геоақпараттық технологияларды пайдалану маңызды болып табылады.
жерлерін құнарлылығын зондтау. Turlybekov I.O. APPLICATION OF GIS TECHNOLOGY TO MONITOR LАND RESOURCES IN KAZAKHSTAN Maintaining agriculture has always been a state-level issues, which follow the results of its operations. To improve the agricultural sector and the state of agricultural land by the State is implementing a number of programs and projects, as well as increasing the amount of funding. For the formation of state information resources on the state of fertility and the actual use of agricultural land, as well as better management of agricultural production, it is important to use modern geo information technologies.
TO THE QUESTION OF MELIORATIVE AND ECOLOGICAL PROBLEMS OF KAZALINSK ARRAY`S IRRIGATION AND THEIR SOLUTIONS
The article presents the factors affecting the ecological-melioration condition of Kazalinsk array’s irrigation and ways them improve. On the ecological-meliorative condition of land region has a strong negative effect of deterioration in the quality of river water. This is compounded by the lack of optimal reclamation regime disadvantages of construction and operation of irrigation systems. One of the main reasons for the came of the ecological crisis in this region is to ignore when designing of large irrigated areas features of functioning landscapes, inadequate accounting for factors shaping hydrogeochemical flows and their possible changes of parameters under the influence of intensive irrigation.
regimes, mineralization, reconstruction. 434 Introduction One of the problems constraining social and economic development in the lower reaches of the Syr Darya, a sharp deterioration in reclamation, water management and environmental conditions associated with the extensive development of irrigation and rice cultivation in the Syr Darya basin. The ecological crisis is manifested in two ways. Firstly, on the ecological- ameliorative condition of land region has a strong negative effect of deterioration in the quality of river water. This is compounded by the lack of optimal reclamation regime disadvantages of construction and operation of irrigation systems. Second, is becomes more acute adversely influence shallowing of the Aral Sea on the climate and increased salt and dust removal from exposing the bottom of the sea and their subsequent deposition on the surface of the lower reaches of the landscape. As a result, on irrigated land of Kazalinsk array strongly developed processes of secondary salinization, is the degradation of landscapes, and noticeably decreased productivity and product quality of agriculture crops. Deterioration in the quality of potable water has also led to an increase in overall morbidity of the population and the growth of infectious diseases. One of the main reasons for the came of the ecological crisis in this region is to ignore when designing of large irrigated areas features of functioning landscapes, inadequate accounting for factors shaping hydrogeochemical flows and their possible changes of parameters under the influence of intensive irrigation. Lower reaches of the rivers are traditionally unloading zone hydrochemical fluxes and therefore they are usually characterized by heavy soil reclamation and hydrogeological conditions, which is associated with the need to use complex reclamation measures. In the lower reaches of the Syr Darya is superimposed on the strong dust- salt removal from the exposed seabed and a high content (1,5-2,0 g/l) salts, harmful chemicals and residues of pesticides in river water. All of this taken together makes the problem of improving the ecological and reclamation status Kazalinsk array very difficult. Therefore, the solution of the problem is possible only at the regional level. At the same time in parallel within the entire Syrdarya river basin should be addressed issues related to improving the quality of irrigation water and the problem of securing the exposed bed of the Aral Sea. In connection with this decision difficult challenges of ecological and land reclamation in the lower reaches of the Syr Darya is possible through the use of landscape- geographical approach to research and study the dynamics of hydrochemical parameters of flow areas.
To date in the Syrdarya river basin (Kazakhstan area) is 1,476 water consumers. Of these, 970 are in the territory of South Kazakhstan, in the 506- Kyzylordinskots areas. On average, for the different needs of the Syr Darya basin is taken annually 12,000 million m3 of water, including irrigation - 9600 million m3. At the same time, with irrigated land cleared about 2300-3391 million m3 of drainage water. From them directly in the Syr Darya basin popodaet 980 million m3 per year. Calculations showed that during the year the collector water of irrigation in the Syrdarya river receives 2.5-3.5 million tonnes of salt. The salinity of soils of Kazalins array’s irrigation is shown in Table 1 and Figure 1. Table 1. The salinity of soils of Kazalinsk array’s irrigation Years
Meliorative condition of soil Non-saline Slightly saline
Moderately saline
Strongly saline gectare % gectare % gectare % gectare % 1975 22450 37.8 8100 13.6 3000 5.0 25900 43.6 1980 20160 33.9 8700 14.6 5460 9.2 25130 42.3 1985 14700 24.7 9260 15.6 7210 12.1 28280 47.6 1990 6850 11.5 10128 17.0 14260 24.0 28212 47.5 1995 4200 7.2 13267 22.3 15180 25.5 26803 45.2 435 2000 3586 6.0 12640 21.3 17520 29.4 27430 43.3 2005 3013 5.0 14120 23.7 14887 25.0 27430 46.3 2010
- - 9420 31.8 12095 40.8 8127 27.4 Figure 1. Soil-meliorative condition of land of Kazalinsk array’s irrigation. Salt balance of irrigated lands indicates the predominance of transport of salts from irrigated areas to bring the ratio, which is confirmed by the increase of mineralization of river water. The average annual value of mineralization in the alignment Kazaly reached 1.7-1.8, and individual terms of 3.0 g / l. With increasing mineralization of river water content increased sney secondary chemicals. Studies have shown that the passage of the river to its lower reaches higher concentrations of copper, cobalt, cadmium, arsenic - twice, lead - three times. Mineralization of river water shown in Table 2. Table 2. Hydrogeochemical regime of Kazalinsk array’s irrigation Years
Mineralization of river water, g/l >3.0
2.0-3.0 1.0-2.0
<1.0 gectare % gectare % gectare % gectare % 1975 18320 30.8 10150 17.0 16480 27.7 14500 24.5 1980 19450 32.7 10500 17.7 16250 27.3 13250 22.3 1985 20330 34.2 10860 18.3 15460 26.0 12800 21.5 1990 25240 42.4 10450 17.6 11250 18.9 12510 21.1 1995 26727 44.9 11267 18.9 10180 17.1 11276 19.1 2000 30982 52.1 11560 19.4 8870 14.9 8038 13.6 2005 32560 54.8 12860 21.6 9150 15.4 4880 9.2 2010 29505 99.5 137 0.5 - -
- Water from irrigated fields, as well as rain and snowmelt, dirty fertilizers, increase the concentration biogenic elements in the river and groundwater, aggravate its quality. Water is in the process of contact with the soil and underlying rocks at the same time is enriched with salts and 0 5000
10000 15000
20000 25000
30000 1975
1980 1985
1990 1995
2000 2005
2010 Non‐saline Slightly saline Moderately saline Strongly saline years
gectare 436 enters the water sources, increasing their mineralization. Furthermore the Syr Darya and its tributaries on the way of movement from the source to the Aral Sea through the densely populated water from industry, cities and towns. In the river Syrdaoyu 810.2 million m3 annually discharged polluted runoff in r.Arys - 10.9 million m3, at p. Keles - 175,2mln.m 3 . The intensive use of pesticides and fertilizers on large agricultural arrays represents a potential risk of contamination of the river, in connection with receipt of these substances and their metabolism of Product Sheet with surface and drainage water. Every year in the Syr Darya basin reset 748.342 million m3 of wastewater, including 890 million m3 of the South Kazakhstan and 210 million m3 of Kyzylorda oblast. Sewage treatment plants are working with considerable overload, so most of the wastewater objects of insufficient cleaning, sometimes without cleaning accumulated in ponds, fields filtration or discharged into natural water objects.
жүктеу/скачать 8,44 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|