Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 123-132

Спутниковый мониторинг состояния оазисов реки Амударьи в период 2003–2020 гг. на основе анализа эффекта охлаждения территорий в результате их ирригации

А.Г. Терехов 1, 2 , Н.Н. Абаев 2, 3 , Ю.А. Маглинец 4 
1 Институт информационных и вычислительных технологий, Алматы, Казахстан
2 РГП «Казгидромет», Алматы, Казахстан
3 Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
4 Институт космических и информационных технологий СФУ, Красноярск, Россия
Одобрена к печати: 02.09.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-5-123-132
Река Амударья со среднегодовым стоком в 62 км3 — крупнейшая река Центральной Азии. Её сток практически полностью разбирается на полив сельскохозяйственных угодий, что привело к деградации Аральского моря в последние десятилетия. Естественная межгодовая вариативность в объёмах речного стока Амударьи, недостаточная техническая оснащённость системы регионального гидрологического мониторинга и противоречия в экономических интересах стран региона затрудняют организацию эффективного водопользования в бассейне этой трансграничной реки. Одной из существующих проблем является недостаток объективной информации об уровне водообеспеченности различных массивов поливной пашни в странах региона. Список объективных спутниковых продуктов, характеризующих состояние поливного земледелия в оазисах р. Амударьи, может быть расширен за счёт температуры подстилающей поверхности (англ. Land Surface Temperature — LST). Ирригация пашни приводит к её охлаждению. Величина этого эффекта (англ. Irrigation Cooling Effect — ICE) может выступать в качестве параметра, характеризующего водообеспеченность сельскохозяйственных оазисов. Для мониторинга величин ICE для территорий наиболее крупных оазисов на р. Амударье использовался декадный продукт LST-C6 FEWS NET (май – сентябрь 2003–2020 гг.). Было рассмотрено три оазиса: Мервский (Мургабский), Тедженский и Хорезмский. Первые два оазиса обводняются в основном за счёт Каракумского канала, берущего начало в среднем течении р. Амударьи. Хорезмский оазис расположен в низовьях Амударьи. Анализ средних по оазису значений ICE в период июнь – июль для сезонов 2003–2020 гг. показал, что существует тесная скоординированность между режимами Мервского и Тедженского оазисов. Коэффициент корреляции Пирсона составил 0,76. При этом скоординированность состояний между Хорезмским оазисом нижнего течения р. Амударьи и оазисами среднего течения довольно низка, коэффициент корреляции Пирсона равен 0,34. Это указывает на неэффективность существующих международных механизмов вододеления речного стока, поскольку естественные вариации в объёмах стока Амударьи не приводят к согласованным изменениям величин ICE в оазисах реки. Диагностика уровня скоординированности между состояниями оазисов среднего и нижнего течения р. Амударьи с помощью корреляционного анализа в плавающих временных окнах (8, 10, 12, 14 лет) показала отсутствие прогресса в системе вододеления в период 2003–2020 гг.
Ключевые слова: поливная пашня, спутниковая термография, многолетний мониторинг, эффект охлаждения пашни при ирригации, вариативность стока реки, недостаток поливной воды, оценка распределения воды, доступность воды в оазисе
Полный текст

Список литературы:

  1. Терехов А. Г. Спутниковая диагностика изменений сельскохозяйственного водообеспечения Синьцзян Уйгурского автономного района КНР на основе эффекта охлаждения поверхности пашни при ирригации по данным 2002–2019 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 7. С. 131–141. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-7-131-141.
  2. Терехов А. Г., Макаренко Н. Г. Морфологический анализ аномалий пространственного распределения весенних запасов снега в горных территориях Евразии в период 2001–2019 гг. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 5. С. 243–254. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-243-254.
  3. Терехов А. Г., Абаев Н. Н., Лагутин Е. И. (2020а) Диагностика водообеспеченности сельскохозяйственных культур СУАР КНР в течение 2003–2019 гг. по данным eMODIS NDVI C6 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 128–138. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-128-138.
  4. Терехов А. Г., Абаев Н. Н., Витковская И. С., Пак А. А., Егембердиева З. М. (2020б) О связи между состоянием горной растительности Тянь-Шаня и индексами Северо-Атлантической Осцилляции в весенне-летний период следующего года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 275–281. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-275-281.
  5. Bobojonov I., Lamers J. P. A., Bekchanov M., Djanibekov N., Franz-Vasdeki J., Ruzimov J., Martius C. Options and constraints for crop diversification: A case study in sustainable agriculture in Uzbekistan // Agroecology and Sustainable Food Systems. 2013. V. 37. No. 7. P. 788–811. DOI: 10.1080/21683565.2013.775539.
  6. Chemin Y., Platonov A., Ul-Hassan M., Abdullaev I. Water depletion assessment at administrative and irrigation levels: Case Study of Ferghana Province using public remote sensing data // Agricultural Water Management. 2004. V. 64. No. 3. P. 183–196.
  7. Conrad Ch., Dech S. W., Hafeez M., Lamers J., Martius Ch., Strunz G. Mapping and assessing water use in a Central Asian irrigation system by utilizing MODIS remote sensing products // Irrigation and Drainage Systems. 2007. V. 21. No. 3–4. P. 197–218. DOI: 10.1007/s10795-007-9029-z.
  8. Conrad Ch., Usman M., Morper-Busch L., Schönbrodt-Stitt S. Remote sensing-based assessments of land use, soil and vegetation status, crop production and water use in irrigation systems of the Aral Sea Basin: A review // Water Security. 2020. V. 11. Art. No. 100078. DOI: 10.1016/j.wasec.2020.100078.
  9. Didovets I., Lobanova A., Krysanova V., Menz Ch., Babagalieva Z., Nurbatsina A., Gavrilenko N., Khamidov V., Umirbekov A., Qodirov S., Muhyyew D., Hattermann F. F. Central Asian rivers under climate change: Impact’s assessment in eight representative catchments // J. Hydrology: Regional Studies. 2021. V. 34. Art. No. 100779. DOI: 10.1016/j.ejrh.2021.100779.
  10. Gadaev A., Yasakov Z. An Overview of the Aral Sea Disaster // Disaster by Design: The Aral Sea and its Lessons for Sustainability (Research in Social Problems and Public Policy, V. 20: Maps of Uzbekistan and the Greater Aral Sea Region) / eds. Edelstein M. R., Cerny A., Gadaev A. Bingley: Emerald Group Publishing Limited, 2012. P. 5–15. DOI: 10.1108/S0196-1152(2012)0000020009.
  11. Ivushkin K., Bartholomeus H., Bregt A. K., Pulatov A. Satellite thermography for soil salinity assessment of cropped areas in Uzbekistan // Land Degradation and Development. 2017. V. 28. P. 870–877. DOI: 10.1002/ldr.2670.
  12. Libert B., Lipponen A. Challenges and opportunities for transboundary water cooperation in Central Asia: Findings from UNECE’s regional assessment and project work // Intern. J. Water Resources Devepopment. 2012. V. 28. No. 3. P. 565–576. DOI: 10.1080/07900627.2012.684527.
  13. Luo M., Liu T., Meng F., Duan Y., Bao A., Frankl A., De Maeyer P. Spatiotemporal characteristics of future changes in precipitation and temperature in Central Asia // Intern. J. Climatology. 2019. V. 39. Iss. 3. P. 1571–588. DOI: 10.1002/joc.5901.
  14. Martius C., Lamers J. P. A., Wehrheim P., Schoeller-Schletter A., Eshchanov R., Tupitsa A., Khamzina A., Akramkhanov A., Vlek P. L. G. Developing sustainable land and water management for the Aral Sea Basin through an interdisciplinary research // Water in agriculture: Proc. ACIAR / eds. Seng V., Craswell E., Fukai S. Canberra, Australia, 2004. No. 116. P. 45–60.
  15. Matchanov M., Teodoro A., Schroder C. Criterion definition for the identification of physical-geographical boundaries of Khorezm Oasis through remotely sensed data // Environmental Monitoring and Assessment. 2016. V. 188. No. 1. Art. No. 35. 14 p. DOI: 10.1007/s10661-015-5035-z.
  16. Micklin P. The future Aral Sea: Hope and despair // Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. No. 9. Art. No. 844. 15 p. DOI: 10.1007/s12665-016-5614-5.
  17. Qadir M., Noble A. D., Qureshi A. S., Gupta R. K., Yuldashev T., Karimov A. Salt induced land and water degradation in the Aral Sea Basin: A challenge to sustainable agriculture in Central Asia // Natural Resources Forum. 2009. V. 33. No. 2. P. 134–149. DOI: 10.1111/j.1477-8947.2009.01217.x.
  18. Terekhov A., Abayev N. Irrigation cooling effect: opportunities in task of estimation of international irrigation water usage in transboundary River Syrdarya basin, Central Asia // E3S Web Conf. 2020. V. 223. Art. No. 02009. DOI: 10.1051/e3sconf/202022302009.
  19. Terekhov A. G., Vitkovskaya I. S., Abayev N. N. The effect of changing stratification in the atmosphere in central zone of Eurasia according to vegetation data of Tien Shan mountains during 2002–2019 // E3S Web Conf. 2020. V. 149. Art. No. 03004. DOI: 10.1051/e3sconf/202014903004.
  20. Woznicki S. A., Nejadhashemi A. P. Assessing uncertainty in best management practice effectiveness under future climate scenarios // Hydrological Process. 2014. V. 28. P. 2550–2566. DOI: 10.1002/hyp.9804.