Пространственно-временная дифференциация потоков суммарного испарения вегетационного периода по типам землепользования на примере территории Марксовского района Саратовской области

ВВЕДЕНИЕ
Потоки актуального суммарного испарения (ETa) с подстилающей поверхности слоя суши являются основной расходной статьей водного и энергетического баланса почвенных и грунтовых вод. Бурное развитие в последние два десятилетия технологий дистанционного зондирования, а также применения результатов космического мониторинга для оценки ETa способствовало разработке методов, позволяющих существенно дополнить сложившиеся методы наземного мониторинга приземного слоя атмосферы, а также методы и модели, используемые в сельскохозяйственной метеорологии и агрогидрологии. При этом существенное достоинство новых методов проявляется в результате их пространственной континуальности и в высокой степени дискретизации, а также высокой периодичности. Существующие в настоящее время космические системы позволяют рассчитывать величины потоков ETa с пространственным разрешением порядка от нескольких сотен (MODIS) до нескольких десятков метров (Lsndsat 7, 8) и с периодом дискретизации от одних суток (MODIS) до одной-двух недель (Landsat 7, 8). В результате на локальном уровне исследований, где такая дискретизация востребована, появились беспрецедентные возможности получения пространственно-дифференцированных оценок ETa. Ряд таких задач связаны с оценками ETa для разных типов землепользования, а также динамикой влагозапасов почвенного покрова на соответствующих земельных массивах.

ОБЪЕКТ
В представленном исследовании были использованы массивы пространственных данных продукта MOD16 ET за теплый период 2002-2019г. для территории Марксовского района Саратовской области, который расположен на левом берегу р. Волги с почвенным покровом состоящим в основном из каштановых почв. Расположен этот район в зоне сухих степей, которые характеризуются континентальным климатом с суровой зимой и жарким периодом в течении вегетации с периодически повторяющимися воздушными и почвенными засухами.

МЕТОД
Для пространственной дискретизации этих данных по типам землепользования, а также по территориям разно удаленным от левого берега р. Волги был использованы растровый слой землепользования с пространственным разрешением 250 м для территории РФ, полученный в международном институте прикладных системных исследований (IIASA, https://webarchive.iiasa.ac.at/Research/FOR/russia_cd/download.htm#download).
Для проведения последующих расчетов по маске административных границ Марксовского района из вышеуказанного слоя был получен слой землепользования исследованной территории. В соответствии с принятой классификацией первого слоя последний включал следующие виды землепользования (в скобках указан процент занимаемой площади) : 1) непродуктивные земли (0,1); 2) лесные угодья (3,2); 3) пахотные земли (64,3); 4) заброшенные пахотные земли (2,7); 5) прочие сельскохозяйственные земли (27,5); 6) переувлажненные земли (0,2); 7) редколесье (0,01); 8) пожарища (0,1); 9) лугопастбищные угодья (1,0); 10) кустарники (0,1); 11) водные объекты (1,0).
Для проведения дифференциации потоков ETa, расположенных левом берегу р. Волги в пределах Марксовского района, были сформированы зоны со следующими удалениями границ от уреза водной поверхности: 1) 0-5 км; 2) 5-10 км; 3) 10-20 км; 4) 20-30 км; 5) 30-40 км; 6) 40-50 км; 7) 50-60 км.

РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты пространственной дифференциации потоков ETa по типам землепользования, осредненные для всей территории Марковского района, свидетельствуют о наличии устойчивой из года в года связи этих потоков с соответствующими типами землепользования. При этом годовые профили средних значений ETa основных типов землепользования (2, 3, 4, 5, 9) имеют хорошо выраженную синхронность изменений, которая связана с метеоусловиями соответствующей последовательности теплых периодов исследованного ряда лет.
Результаты пространственной дифференциации осредненных потоков ETa, полученных для основных 5-ти видов землепользования, расположенных в зонах с разной удаленностью от левого берега р. Волги, свидетельствуют о наличии устойчивого тренда их уменьшения. По-видимому, это связано с преимущественным формированием дождевых осадков в теплый период года на территориях, примыкающих к р. Волга.

ВЫВОДЫ
Полученная региональная пространственная дифференциации ETa на территории Марксовского района тесно связана с типами землепользования. В то же самое время пространственная дифференциация ETa на субрегиональном уровне имеет выраженный зональных характер, связанный с уменьшением норм дождевых осадков в теплый период года по мере удаления от р. Волги

«Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-29-05261»