Географы НИУ ВШЭ создали цифровую карту почв 4,5 млн га пахотных земель Татарстана

Ученые уточнили распространение основных типов почв на пахотных землях Татарстана площадью около 4,5 млн га. По результатам моделирования доля серых лесных почв на обновленной карте составила 27% вместо 48% на исходной, дерново-подзолистых — 16% вместо 4%, аллювиальных — 16% вместо 5%. Для территории региона исследователи также создали вероятностную цифровую карту, которая показывает не только преобладающий тип почвы, но и вероятность принадлежности участка к нескольким классам. Распространение черноземов изменилось незначительно. Их доля уменьшилась примерно с 43 до 41%.

Рис. 1. Холмисто-увалистый агроландшафт Республики Татарстан.

© Жанна Буряк

Исследование провели специалисты Международной лаборатории ландшафтной экологии факультета географии НИУ ВШЭ совместно с учеными Института географии РАН, МГУ имени М. В.Ломоносова и Казанского федерального университета. Результаты опубликованы в журнале Geoderma Regional.

Горбачева Анна Юрьевна

соавтор исследования, старший научный сотрудник Международной лаборатории ландшафтной экологии факультета географии НИУ ВШЭ

«Традиционные почвенные карты делят территорию на контуры с определенными границами и относят каждый участок к конкретному типу почвы. Однако в природе переходы между почвами происходят постепенно. Поэтому один участок может обладать признаками нескольких типов. Новая карта учитывает эту неоднозначность: для каждого участка рассчитывается вероятность его принадлежности к разным почвенным классам.»

Исследователи объединили данные Почвенной карты РСФСР масштаба 1:2,5 млн, спутниковые наблюдения MODIS за 2013-2025 годы, а также сведения о рельефе, климате и содержании глины. Анализ многолетних спутниковых рядов позволил выделить устойчивые характеристики ландшафта, которые связаны с продуктивностью растительности, режимом увлажнения и интенсивностью фотосинтеза, и отделить их от краткосрочных изменений, обусловленных погодными условиями и сельскохозяйственной деятельностью.

Итоговая карта имеет пространственное разрешение 250 м и включает четыре основные группы почв — дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы и аллювиальные. Помимо уточнения границ между ними, ученые выявили почвенные включения — небольшие участки одного типа почв внутри территорий, где преобладает другой тип.

Обновленная карта заметно изменила представление о почвенном покрове пахотных земель Татарстана. Доля серых лесных почв сократилась примерно с 48 до 27%, дерново-подзолистых — выросла с 4 до 16%, а аллювиальных — с 5 до 16%. Распространение черноземов изменилось незначительно: их доля уменьшилась примерно с 43 до 41%.

Обновленную карту можно использовать при моделировании агрохимических свойств почв. В отличие от жесткой классификации, когда каждому участку присваивается один тип почвы, карты вероятностей позволяют учитывать постепенные переходы между почвенными классами и использовать эту информацию в качестве непрерывных переменных в моделях.

Методика также позволяет уточнять почвенные карты больших территорий без полного повторного полевого обследования. Полевые исследования в этом случае можно сосредоточить на участках, где модель показывает наибольшую неопределенность. Это может сократить затраты времени и ресурсов на обследование и одновременно повысить точность картирования.

По мнению исследователей, подход может применяться не только для прикладных задач управления сельскохозяйственными землями, но и для изучения пространственной структуры ландшафтов. Вероятностное картографирование позволяет выявлять переходные зоны между природными комплексами и точнее описывать границы, которые в реальности не всегда имеют четкие очертания.

Цифровая карта доступна для получения по запросу. Для этого необходимо написать на почту соавтору исследования Анне Горбачёвой: aygorbcaheva@hse.ru