СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДЫ АРИДНЫХ И СУБАРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИИ МЕТОДОМ ДЗЗ ИЗ КОСМОСА

Природная среда в процессе общественного развития характеризуется не только изменениями численности и структуры размещения населения на Земле, производительных сил и производственных отношений, возникновением многообразных связей между социальными группами, но и множеством явлений, отражающих материальную, социальную, психологическую и духовную сторону жизнедеятельности человека, изменениями биологической, природной среды обитания. Изменения природной среды вызываются естественными процессами, обусловленными многообразными взаимодействиями сообщества живых организмов (биоценоза) и их физико-химического окружения (биотопов), внешними воздействиями космического происхождения [1]. Рассмотрим в этой связи, что происходит с Каспийским морем. В настоящее время Каспий перешёл критическую отметку обмеления. Министерство экологии Казахстана отмечает, что сегодня уровень моря достиг отметки - 28,7 метров, что находится ниже критической отметки на 20 см. Это существенным образом сказывается на морфометрии и экологическом состоянии мелководных районов. В первую очередь это касается мелководного Северного Каспия и особенно дельты Волги, которая за эти годы выдвинулась на 10-20 км вперед и приросла примерно на 3 тыс. км по площади. Изменения морфологических характеристик дельты Волги неизбежно сказываются на гидродинамических, гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических характеристиках речных вод в авандельте. Разобраться в пространственном распределении этих параметров помогли только оптическое и инфракрасное спутниковые изображения высокого пространственного разрешения OLI TIRS (Operational Land Imager |Thermal Infrared Sensor) Landsat-8, синхронно проводимые исследования в дельте Волги [2].
Исследования О.Ю. Лавровой, М.И. Митягиной, А.Г. Костяного открыли страницу спутниковых методов изучения изменений Каспийского моря в историографии региональной истории путем исследования эталонных объектов [3]. Анализ изменений экологического состояния Каспийского моря на протяжении текущего столетия под воздействием природных и антропогенных факторов с помощью спутниковых данных и средств дистанционного зондирования Земли демонстрируют оценку изменчивости на сегодня экологического состояния Каспийского моря, данные исследования проводились объединенной командой ученых из Института космических исследований РАН и Института океанографии им. П.П. Ширшова РАН (Москва).
В период проведения измерений in situ в дельте Волги спутник Sentinel-2 пролетел над интересующим нас районом только 18 мая 2021 г., поэтому авторы исследования использовали данные спутника Landsat-8(20.05.2021). Расчет температуры поверхности, концентрации взвешенного вещества, мутности вод и содержания хлорофилла а, а также анализ спутниковых изображений были проведены с помощью информационной системы See the Sea Центра коллективного пользования «ИКИ–Мониторинг» Института космических исследований РАН (ИКИ РАН).

Расчет мутности вод, полной концентрации взвешенного вещества и содержания хлорофилла а был выполнен по алгоритмам, реализованным и доступным в программном комплексе АСОLITE: алгоритмы С2КСС (Doerffer, 2010), Nechad 2015 (Nechad et al., 2015) и Dogliotti 2015 ( Dogliotti et al., 2015).
Расчет температуры поверхности воды по данным сенсора TIRS осуществлялся с помощью алгоритма, описанного в публикации (Vanhellemont, Ruddick, 2015). В работе также проанализирован гидрохимический разрез через Гандуринский канал вдоль широты 45,40 градусов с.ш., который был выполнен 20 мая с востока на запад от 48,124 до 48,055 градусов в.д. Проводилось измерение температуры, электропроводности, мутности, рН и насыщения кислородом в поверхностном слое с помощью мультипараметрического зонда YSI ProDSS (Yellow Springs Instruments digital sampling system, США), оснащенного соответствующими датчиками, в режиме непрерывной проточной системы. Разрез был начат в 13:14:18 и закончен в 13:56:54 местного времени.
Таким образом, разница между пролетом спутника Landsat-8 и выполненным разрезом составила примерно 2 ч. Длина разреза-5440 м, пространственное разрешение –около 2 м. Дельта Волги –крупнейшая речная дельта Европы и одна из крупнейших в мире. Ее площадь составляет около 27, 2 тыс. кв. км., в ней насчитывается по разным оценкам от 500 до 850 водотоков и искусственных рыбоходных каналов. Волго-Каспийский судоходный канал (ВКК) соединяет глубоководный участок р. Бахтемир (один из рукавов в дельте Волги) и Астрахань. Волго-Каспийский судоходный канал отчетливо виден на спутниковом изображении в виде прямой изломанной линии, в центре – Гандуринский рыбоходный канал, протяженность которого составляет 54 км. Главная функция которого – обеспечение миграции рыбы из Каспия в нерестилища дельты Волги. Все остальные прямые линии являются также искусственными рыбоходными каналами в дельте Волги. Обращает на себя внимание тот факт, что во всех относительно крупных рукавах и водотоках севернее 45 градусов 20 с.ш. течение речных вод происходит в виде нескольких несмешивающихся на протяжении десятков километров чередующихся струй с существенно различающимися значениями температуры, концентрации взвеси и хлорофилла а, количество струй
доходит до нескольких десятков.

Сравнение спутниковых данных с измерениями in situ показало, что данные TIRS Landsat-8 занижают температуру поверхности воды на 4-6 градусов Цельсия. Установлено, что проточный барьер из тросника, камыша и различных видов высшей водной растительности представляет собой эффективный механизм не только гидродинамической, но и гидрохимической, гидробиологической трансформации речных вод, играющий роль своеобразного «биофильтра» [4]. Республика Калмыкия представляет собой аридный и субаридный регион засушливой зоны Юга России. В котором гидротермический коэффициент за вегетацию составил 0,7-0,9. Осадков за год выпадает 415 мм, за вегетационный период 357 мм, среднесуточная температура за вегетационный период равнялась 15,7 с колебаниями по годам от 8,6 до 28,1 градуса. Группа климатических условий за последние года относится к неустойчивому увлажнению. Засушливые годы характеризуются более низкими осадками в вегетационный период. Сухие годы отличаются более высокой среднесуточной температурой, низкой относительной влажностью воздуха и минимальным количеством осадков. Формирование урожая в сухие годы происходит в условиях недостаточной влагообеспеченности растений и территорий (ГТК 0,35-0,45), а так же - повышенной среднесуточной температуры 17.2-28.1 градусов Цельсия. Накопление влаги в почве на полынных пастбищах происходит в осенне-зимний период. К весне влага увеличивается с 10-15 мм (осенние запасы) до 60-80 мм в метровом слое почвы. Максимальное количество запасов влаги приходится на конец марта - начало апреля. В основу исследований проводимых учеными Республики Калмыкия были положены методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, объектами исследований стали климатические, почвенные, растительные режимы и вопросы причинно-следственной зависимости внешних факторов и продуктивности растений экотипов степей Евразии. Весной в силу климатических условий зоны, идет быстрое нарастание среднесуточных температур воздуха и верхний посевной слой почвы быстро пересыхает. На фоне отсутствия осадков прорастание семян весьма проблематично, если весной происходит их произрастание, то близка вероятность их гибели из-за отсутствия влаги и высоких температур воздуха.
Следовательно, на качество растениеводства степной аридной зоны влияет влага и температура воздуха. Потеря всхожести объясняется высокой гидроскопичностью семян. Они быстро поглощают влагу и загнивают [5].
Таким образом, климатические, почвенные, растительные режимы стали объектом исследования причинно-следственной зависимости внешних факторов продуктивности растений степей Евразии.

Возникает острая необходимость в дополнительном орошении пастбищных угодий аридных территорий Юга России, включая и степную зону Республики Калмыкия. Трансроссийский канал Каспий-Азов («Евразия»), соединяющий Каспийское и, через Азовское, Чёрное моря, судоходный путь авторы предложения разделили на три участка: первый, от реки Дон до Чограйской плотины, длиной 448 км, по проекту 1932 г. представлял собой ряд барельефных водохранилищ, второй участок - длиной 150 км, от Чограйской плотины до реки Кумы был запроектирован в виде самотечного судоходно-ирригационного канала до порта на Каспийском море. К 1941 г. были построены судоходная разборная Усть-Манычская плотина с фермами Поаре, земляная плотина длиной 4,7 км в районе хутора Веселый и плотина у станицы Пролетарская. В результате образовались Усть-Манычское водохранилище длиной 62 км, Веселовское-100 км и Пролетарское-150 км. После присоединения к Пролетарскому водохранилищу озера Маныч-Гудило образовался шлюзованный водный путь протяженностью 329 км. , Чограйское водохранилище, вытянувшееся с запада на восток на 48,8 км, было построено в 1969-1973 гг. на реке Восточный Маныч. После Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. взорванные каналы были восстановлены, однако в связи с вводом в строй Волго-Донского судоходного канала от строительства судоходного пути через Калмыкию отказались. В связи с завершением строительства Невинномысского канала кубанская вода стала поступают в маныческие водохранилища.
Однако, предлагаемая схема канала «Евразия» приведет к засолению и к гибели не только пресноводной фауны Чограйского водохранилища, но и сайгаков, которые обитают в зоне Чёрных Земель. Засоление Чограя уничтожит орошаемое земледелие в зоне ЧООС (Чограйской обводнительно-оросительной системы), что неизбежно приведёт к сокращению поголовья животноводства республики. основной отрасли экономики Калмыкии.
Новый предлагаемый проект по Кумо-Манычской впадине, минуя по югу Чограйское водохранилище по территории Ставропольского края и далее с выходом по Краснодарскому краю в Ейский залив Азовского моря, которое сегодня является внутренним водоемом России, общей протяженностью по прямой не менее 660 км. Канал по новому предлагаемому проектированию должен брать начало восточнее района станции Артезиан и заканчиваться строительством порта на Азовском море Краснодарского края, что является составной частью экономической составляющей с Китаем нового Шелкового пути в истории прикаспийских государств [6], позволив расширить рамки адаптивного землепользования на мелиорируемых агроландшафтных почвах Республики Калмыкия, дать новую экономическую и энергетическую оценку агромелиоративным технологиям к водно-солевому режиму орошаемых почв.
Это позволит в зависимости от метеоусловий по фазам развития изменчивости роста растений, определить кустистость, продолжительность межфазового периода структуры урожая. Изменить условия вегетации, предопределить размеры формирования урожайности за счет роста вегетативных побегов способствующих наступлению раннего цветения, изменив климатические возможности Юга, увеличив вегетационный индекс NDVI (Normalized Differrence Vegetation Index - нормализованный разностный вегетационный индекс), указанной группы культур аридных и субаридных территорий РФ, рассчитанный по приборам MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - сканирующий спектрорадиометр среднего разрешения). Улучшение и восстановление продуктивности аридных земель возможно при условии решения комплекса вопросов экологически безопасных технологий, оптимизации режимов орошения и водопотребления сельскохозяйственных культур, системой применения новых удобрений и приемов регулирования минерального питания в посевах кормовых культур. Новые технические средства и технологии, модернизация приборов MODIS или их замена приведут к дополнительному исследованию и, следовательно, улучшению качества кормовых угодий аридных территорий. Сопоставительный анализ антропогенной нагрузки в административных районах РФ показывает вертикальные связи и необходимость восполнения кадровых ресурсов в характере формирования национальной экономики регионов Юга России.