Уақыт қатарындағы қашықтықтан зондтау кескіндеріне негізделген жер өсу талдауы және аномалияны бағалау

Істің тарихы

Ганьсу провинциясының Ланьчжоу қаласында Ланьчжоу жаңа ауданындағы кейбір жаңадан қалпына келтірілген жер учаскелері 2024 жылдың төртінші тоқсанында өнімділікте айтарлықтай айырмашылықтар көрсетті, кейбір учаскелер сорты, себу мөлшері, көлбеуі және суару су көзі бірдей болғанымен, айтарлықтай нашар өсімді көрсетті. Сондықтан, шаруашылық кейінгі басқаруды жақсарту үшін әртүрлі учаскелердің өсуін талдау және өсудегі айырмашылықтардың себептерін бағалау үшін қашықтықтан зондтауды пайдалануды жоспарлап отыр.

Бұл жер учаскесі Ланьчжоу жаңа ауданының шығыс бөлігінде орналасқан, шамамен 2900 му (шамамен 193 гектар) аумақты алып жатыр. Тегістеуден кейін жер террассаланып, 2024 жылғы маусымнан бастап сол жерге жүгері егіледі. Нақты фенологиялық кезеңдер келесідей:

Мониторинг және бағалау әдістері

Салыстырмалы талдау үшін үш учаске таңдалды: 1-учаске ауытқуларды көрсеткен учаске, 2-учаске оңтүстік-шығыс бағытта жаңадан салынған тағы бір учаске, ал 3-учаске жақын маңдағы ауыл көптеген жылдар бойы егістік жұмыстарын жүргізіп келген жер учаскесі болды.

Өсімдік индексінің уақыттық қатарларын талдау көп көзді қашықтықтан зондтау деректерін пайдалану арқылы жүргізілді, деректер 2023 жылдың басынан бастап жерді тегістеуге дейін және отырғызудан кейін 2024 жылдың соңына дейін қамтылған.

Өсімдік индексінің өзгеру қисықтарынан алынған фенологиялық кезеңдер негізінде үш учаскеге егілген дақыл жүгері екені анықталды.

Өсудегі айтарлықтай айырмашылықтары бар аймақтарды салыстыру арқылы өсудегі айырмашылықтардың кеңістіктік таралу сипаттамаларына ие екенін бағалаңыз. Сонымен қатар, тірек графиктеріне сүйене отырып, өсудегі айырмашылықтардың қарқындылығын бағалаңыз. Өсудегі айырмашылықтардың себептерін анықтау үшін кешенді талдау үшін метеорологиялық, топырақтық және басқа жағдайларды біріктіріңіз.

Бағалау нәтижелері

1-сурет. Жерді тегістеу алдындағы өсімдік жамылғысы индексінің таралуы

2-сурет. Жерді тегістегеннен кейінгі өсімдік жамылғысы индексінің таралуы

1-сурет - 2023 жылы жерді тегістеу алдындағы өсу кезеңіндегі NDVI ең жоғары мәндерін көрсететін құрама карта. 1-суретте аумақтың қалпына келтіру алдында таулы болғаны, жолдың екі жағындағы тегіс учаскелерге дақылдар отырғызылғаны және дақылдардың қалыпты өсіп келе жатқаны көрсетілген (суретте көк аймақ көрсетілген).

2-суретте 2024 жылы жерді тегістегеннен кейінгі өсімдіктер индексінің таралу картасы көрсетілген. Жер жамылғысының түрі айтарлықтай өзгергенін, үлкен аумақтардың ауылшаруашылық жерлері ретінде қалпына келтірілгенін көруге болады. Мақсатты учаске аймақтың орталық бөлігінде орналасқан және топографиясы мен көлбеуі жағынан айналасындағы аудандардан айтарлықтай ерекшеленбейді, бірақ өсімдіктердің өсуі айтарлықтай нашар және біркелкі емес таралған. Сонымен қатар, өсімдіктердің өсу таралуы айқын кеңістіктік сипаттамаларға ие, учаскелер арасында айтарлықтай айырмашылықтар бар.

Учаскелердің барлығы жасанды түрде бөлінгенін және алғаш рет отырғызылғанын, басқару жоспарларының барлығы бірдей және фенологиялық кезеңдер ұқсас екенін ескере отырып, ауылшаруашылық жұмыстарына байланысты учаскелер арасындағы айырмашылықтар жоққа шығарылды.

Ауыл шаруашылығы алқаптарының рекультивацияға дейінгі және кейінгі таралуын салыстыру арқылы рекультивациядан кейін жақсы өскен жаңа ауыл шаруашылығы алқаптарының кеңістіктік таралуында рекультивацияға дейінгі ескі ауыл шаруашылығы алқаптарымен белгілі бір ұқсастық бар екені, яғни ол солтүстік-батыстан оңтүстік-шығысқа қарай созылып жатқаны және ескі ауыл шаруашылығы алқаптарының жанындағы жаңа ауыл шаруашылығы алқаптарының басқа алқаптарға қарағанда жалпы алғанда жақсы өсетіні анықталды.

3-сурет. Әр түрлі учаскелер үшін орташа өсімдік индексінің уақыттық қатарлары

(Күлгін және көк қисықтар жаңадан салынған жер учаскелерін, ал жасыл қисықтар көп жылдар бойы өңделген жер учаскелерін білдіреді.)

4-сурет. Әртүрлі учаскелердің таралу картасы

3 және 4-суреттердi біріктіре отырып, жаңадан салынған учаскелердiң эталондық учаскелерге қарағанда нашар өсiп жатқаны анықталды, сондықтан мәселе топырақта екенi анықталды. Ферманың мекеме қызметкерлерiмен одан әрi байланысқаннан кейiн, жердi тегістеу және жабу әдiстерi түсiндi: топырақ негiзiнен өз орнында жабылған, ең жақсы өсетiн алқаптар бастапқы ауыл шаруашылығы топырағын пайдаланған, орташа өсiмдi басқа учаскелер де жабу үшiн құнарлы топырақты пайдаланған, ал ең нашар өсетiн алқаптар жердi тегістеуден алынған топырақты пайдаланған.

Адамның ұзақ мерзімді ауылшаруашылық өндірісі арқылы топырақты өңдеу және тыңайтқыш енгізу сияқты шаралар топырақтағы органикалық заттардың мөлшерін арттырды, оның құрылымын жақсартты және құнарлылығын арттырды. Сонымен қатар, микробтық белсенділік топырақтың жетілу процесін де ынталандырады. Дегенмен, негізінен желге ұшыраған жыныстардан және шөгінді аналық материалдан пайда болған шикі топырақ әдетте нашар құрылымға және құнарлылыққа ие, органикалық заттар мен қоректік заттар жетіспейді. Табиғи жағдайларда шикі топырақтың жетілу процесі өте баяу жүреді.

Сондықтан өсудегі айырмашылықтың себебі топырақ жағдайлары деп анықталды. Шикі топырақтың құнарлылығы төмен болғанымен, оны жақсарту және тыңайтқыштар енгізу шаралары арқылы біртіндеп жетілген топыраққа айналдыруға болады, осылайша жерді пайдалану тиімділігін арттырады. Дегенмен, бұл жақсарту процесі адами және материалдық ресурстарға айтарлықтай инвестиция салуды қажет етеді.

Өсімдіктер индексінің таралу картасына сүйене отырып, топырақтың үстіңгі қабаты мен астыңғы қабатымен жабылған аумақтарды дәл ажыратуға және өсімдік индексінің салыстырмалы мәніне сүйене отырып, сол кездегі астыңғы қабат пен үстіңгі топырақтың араласу коэффициентін бағалауға болады. Бұл әртүрлі аумақтар үшін әртүрлі градиенттері бар топырақты жақсарту жоспарларын жасауға, топырақты жақсарту үшін айнымалы операцияларды жүзеге асыруға және ауылшаруашылық шығындарын үнемдеуге мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, қашықтықтан зондтауды дақылдардың өсуін үздіксіз бақылау, топырақты жақсарту тиімділігін бағалау және ауылшаруашылық жерлерінің ресурстарын ғылыми басқару мен тұрақты пайдалануға қол жеткізу үшін айнымалы схема мен енгізу аймағын жыл сайын түзету үшін пайдалануға болады.