Сергій Клімов Виміряв Зневоднення Ґрунту На Херсонщині
Руйнування греблі Каховської гідроелектростанції у червні 2023 року стало екологічною катастрофою великого масштабу. Величезний резервуар води затопив навколишні території, несучи їм смерть і руйнування. Деякі люди змогли евакуюватися, але їхні будинки стали непридатними для проживання. Рослини опинилися під водою, як і багато місцевої фауни. Подія, яку медіа звучно назвали “екоцид”, вплинула на весь регіон. Однак, деякі наслідки є не настільки миттєвими.
Херсонська область відома своїм теплим і сухим кліматом. Таким чином, тамтешні поля значною мірою залежать від водних ресурсів Каховського водосховища, яке забезпечувало їх зрошення. Сергій Клімов, науковець з Національного університету водного господарства та природокористування України, вирішив перевірити ті поля, які зрошувались штучно, і визначити, наскільки вони можуть залишатись родючими до та після руйнування дамби. Він і його колега використовували EOSDA Crop Monitoring, щоб визначити рівень водного стресу на полях. Читайте далі, щоб дізнатися, що ж вони знайшли.
| Проблема | Руйнування Каховської дамби у 2023 році спричинило дефіцит води в регіоні, оскільки водосховище було джерелом зрошення південних полів. |
| Дослідження | Сергій Клімов і його колега за допомогою EOSDA Crop Monitoring досліджували водозабезпеченість рослин групи полів через дані температур, опадів та індексів NDMI та NDVI. |
| Висновок | Руйнування дамби може призвести до серйозної деградації сільського господарства в регіоні, оскільки кліматичні фактори не дозволяють підтримувати необхідний для рослин рівень вологості природним шляхом. |
Місцевий Контекст: Руйнування Каховської Дамби
6 червня 2023 року через підрив Каховської дамби було вивільнено воду, що затопила навколишні території. Перед цим, у лютому 2022 року, Росія почала повномасштабне вторгнення в Україну та окупувала прилеглі території й дамбу. Руйнування такої стратегічно та локально важливої споруди вплинуло на весь регіон, а новина про нього облетіла весь світ. Люди з довколишніх сіл поспіхом намагалися евакуюватися із зони затоплення. Місцева флора та фауна потрапила у ще більш скрутне положення. Місцева флора, звісно, опинилася під водою разом із багатьма історичними та культурними пам’ятками.
Дамба, побудована в 1950-х роках, мала ряд проблем. Під час будівництва водосховища надмірна кількість води затопила довколишні території, змусивши громадян евакуюватися. Як і в 2023 році, місцевим жителям довелося спакувати речі та в одну мить покинути свої домівки, свою історію та свою культуру. Проте за останні 67 років сформувався новий мікро й мікроклімат, навіть ландшафт, з’явилися нові поселення, культура та історія. Це все було змито великою повінню минулого року. Коли вода відступила, на поверхні опинилося багато старих пам’яток, у тому числі кладовища та стародавні артефакти. На дні Каховського водосховища виявлено різноманітні історичні об’єкти, які колись зображали повсякденне життя людини.
Крім того, навесні 2024 року на території зруйнованого водосховища постав історичний Великий Луг, майже через рік після трагедії. Навіть Геродот згадував про цю місцевість у своїй «Книзі історії 4: Мельпомена» . Так поволі відновлюється природний лад й розквітає Великий Луг.
Фокус: Водний Стрес Навколишніх Полів
І хоча екосистема повертається до свого первісного стану, інші наслідки підриву дамби не можна назвати позитивними. Відносно теплий клімат Херсонської області майже ідеально підходить для сільського господарства, якби не часта літня посуха. Саме тому місцеві фермери й виробники сільськогосподарських культур покладаються на зрошення полів, яке уможливила побудова Каховської дамби й водосховища.
Північно-Кримський канал постачав воду з дамби на південь України та у Крим. Сполучені канали значно обміліли, оскільки вода розлилася, а потім повернулася назад у Дніпро. Наша наукова команда уважно стежила за процесом.
Після руйнування дамби рівень води в каналі різко впав, залишивши без води іригаційні системи, які підтримували вирощування різних культур на тисячах гектарів сільськогосподарських угідь.
Тепер ґрунтам сильно бракує води для збереження родючості й балансу солей. Окрім забезпечення умов для еволюції ґрунтів, вода була необхідна для живлення, покриття витрат на транспірацію рослин і регулювання температури ґрунтів. Однак масштаб збитків був неясним, і для вивчення проблеми потрібні були кваліфіковані вчені, озброєні передовими технологіями.
Дослідження: Визначення Рівнів Водного Стресу В Ґрунті
Сергій Клімов, доцент Національного університету водного господарства та природокористування (НУВГП), Рівне, Україна, вже використовував рішення EOSDA у своїй роботі. Він демонструє дистанційне зондування як цінний інструмент для своїх студентів у кількох своїх курсах. На курсі “Гідроінформатика” Сергій показує EOSDA Crop Monitoring як джерело гідроінформаційних даних. Студенти можуть використовувати демо-версію та слідувати за його підходом до моніторингу та аналізу повеней. Вони також вивчають NDWI (нормалізований диференційний індекс вологості), визначаючи, як рослини зберігають воду на певних полях. В іншому курсі під назвою “Сенсори і виконавчі елементи” Сергій показує студентам зображення з EOSDA LandViewer, щоб продемонструвати, як дистанційне зондування може допомогти відстежувати різні умови та зміни ландшафту на певних територіях.
Ознайомившись із цими рішеннями, Сергій вирішив розрахувати можливу нестачу води внаслідок руйнування Каховської дамби. Для встановлення ризиків втрати родючості сухих степових ґрунтів досліджено рівень зволоженості за даними дистанційного зондування Землі. Було обрано групу полів у Херсонській області, як одного з основних аграрних регіонів України, для виявлення змін в умовах вирощування сільськогосподарських культур. Загальна площа полів склала 7 277 га.
Сергій та його колега розглядали вегетаційний сезон 2022 року, за рік до руйнування дамби, і використали два індекси для визначення можливих рівнів водного стресу — NDVI (нормалізований диференційний вегетаційний індекс) та NDMI (нормалізований різницевий індекс вологості). Вони хотіли підрахувати продуктивність ґрунту, втрачену через порушення зрошення. Вибрану область з обома мультиспектральними індексами можна побачити на зображенні нижче.
Потім усі числа були зведені в таблицю розподілу:
| NDVI | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 23/02/2022 | 5.81 | 1702.4 | 2699.7 | 1385.5 | 694.74 | 337.21 | 354.63 | 91.38 | 0.05 | 0 |
| 24/04/2022 | 4.75 | 2226.5 | 874.07 | 529.21 | 586.63 | 656.15 | 674.08 | 822.46 | 894.44 | 0.18 |
| 9/05/2022 | 1.08 | 591.27 | 2047.8 | 500.76 | 840.71 | 1413.4 | 1285.4 | 521.6 | 69.37 | 0 |
| 3/07/2022 | 6.55 | 1956.1 | 1846.08 | 768.39 | 756.06 | 673.44 | 582.76 | 440.13 | 88.17 | 0.03 |
| NDMI | -0.8 | -0.6 | -0.4 | -0.2 | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 23/02/2022 | 0.08 | 0.2 | 48.87 | 4826.8 | 1674.5 | 314.22 | 366.72 | 36.04 | 4.2 | 0 |
| 24/04/2022 | 0 | 0 | 0.96 | 2856.4 | 1465.4 | 1103.5 | 1052.6 | 787.44 | 2.24 | 0 |
| 9/05/2022 | 0 | 0 | 0 | 1678.3 | 1585.1 | 1272.8 | 1682.5 | 1052.8 | 0.08 | 0 |
| 3/07/2022 | 0 | 0.01 | 0.3 | 799.8 | 3996.3 | 1484.5 | 797.54 | 183.72 | 9.96 | 0 |
Аналіз даних показав, що понад 23% полів на початку періоду вегетації мали значення NDVI менше як 0,2, що вказувало на проблеми зі сходами рослин на початку вегетації. У вегетаційний період низькі значення індексу NDVI (менше ніж 0,5) також свідчили про проблеми росту рослин. У травні кількість таких полів зросла до 48%, а в липні – до 69%. При цьому чим більше рослинності покривало ґрунт, тим більшим ставав NDMI. Наприклад, у березні NDMI менше -0,2 можна було побачити на 62% полів, тоді як у червні це число впало до 7% .
Штучне зрошення суттєво впливало на вегетаційний покрив полів, і чим більше росло рослин, тим більше вологи міг утримувати ґрунт. Відсутність поливу може призвести до негайної деградації ґрунту, а відповідно й опустелювання території. У своєму дослідженні Сергій дійшов висновку, що без контрольованого зрошення “з часом землі стануть непридатними для вирощування сільськогосподарських культур або використання їх як пасовищ”. Ці дослідження можуть стати основою для плану відновлення земель у майбутньому.
Однак провести це дослідження було б неможливо, якби не дані EOSDA Crop Monitoring. Платформа дозволила вченим отримувати доступ до великих територій і дистанційно оцінювати стан ґрунту, не перебуваючи фізично на полях.
Оскільки ми також працюємо з фермерами, то й там використовуємо дистанційне зондування. І для дрібних фермерів важливо знати, чи правильно вони поливають поля. Наприклад, в Радехові [Львівська область] лохина не терпить перезволоження. Дистанційне зондування та ваші інструменти дозволяють нам бачити рівень вологи в ґрунті. Перевірки у полях підтверджують дані. А отже, EOSDA Crop Monitoring є дуже зручним інструментом.
Перспективи: Дистанційне Зондування Є Ключем До Вирішення Віддалених Проблем
Використовуючи дистанційне зондування, фермери, виробники сільськогосподарських культур і навіть дослідники можуть легко віддалено виявляти такі різні параметри, як нестача або надлишок води в ґрунті, або рівень вегетації. Такі рішення, як EOSDA Crop Monitoring, можуть забезпечити значну частину даних для будь-якого дослідження.
Мені подобаються ваші платформи, тому що ними може користуватися практично кожен. Щоб у всьому розібратися, не потрібно мати спеціальних знань. Індекси та легенди пояснені дуже докладно.
У дослідженні Сергій вивчав можливу ситуацію з нестачею води в Херсонській області, і цей сценарій, швидше за все, здійсниться. Дамба і, як наслідок, Північно-Кримський канал були чудовим джерелом води для тамтешніх полів. Тож нині землі агропідприємців залишилися безводними. У 2023 році ООН оцінила загальні втрати сільськогосподарської продукції, спричинені руйнуванням Каховської дамби, у 406,6 мільйонів доларів США . Довгостроковий вплив дуже важко підрахувати, оскільки ми говоримо про втрати врожаю кожного року після вибуху і до кінця війни та втрати родючості ґрунтів, опустелювання території.
У підсумку, це тематичне дослідження ілюструє, як технологія дистанційного зондування відіграє ключову роль у дослідженні та врегулюванні продовольчих та екологічних криз, особливо в сільському господарстві. Надаючи детальну інформацію про рівень вологості ґрунту та стан рослинності, такі інструменти дозволяють своєчасно приймати рішення на основі даних, які можуть допомогти зменшити втрати продуктивності ґрунтів та підтримати зусилля з відновлення земель. Оскільки проблеми, пов’язані з кліматом, зростають, дистанційне зондування стає необхідним для сталого управління ресурсами та стійкості у вразливих сільськогосподарських регіонах.
Про автора:
Ксенія Кунах має понад 6 років досвіду написання текстів, працюючи в різних сферах, включаючи бізнес, освіту та медіа-тексти. Попередній досвід Ксенії як менеджерки з розвитку в українській еко-НУО та менеджерки з підбору персоналу в ІТ-компанії робить її ідеальним поєднанням людини, яка захоплюється еко-технологічними інноваціями та вміє легко про них розповідати.
Oстанні статті
Вирощування Тютюну: Від Посадки До Збирання І Сушіння
Промислове вирощування тютюну непросте, адже культура вибаглива до клімату, ґрунту і поживних речовин. Але сучасні ресурси, практики й інструменти точного землеробства полегшують цей процес.
Антракноз: Як Розпізнати І Лікувати Захворювання
Антракноз швидко поширюється і може пошкодити посіви багатьох товарних культур. Дізнайтеся про способи раннього виявлення і лікування, щоб захистити ваші культури від цієї грибкової загрози.
Калійні Добрива: Як і Коли Правильно Вносити
Калійні добрива дають культурам силу, необхідну для процвітання. Дізнайтеся, як використовувати калій, щоб підтримувати продуктивність ваших полів на найвищому рівні.