Определение запечатанности почв и грунтов функциональных зон г. Волгограда на основе данных дистанционного зондирования

В работе приводятся результаты дешифрирования запечатанных почв и грунтов для территории г. Волгограда и его различных функциональных зон. Определение доли запечатанности осуществлялось посредством автоматизированного метода путем классификации космоснимка QuickBird методом “максимального правдоподобия”. В качестве объектов исследования выбраны территории всех районов города Волгограда, а также селитебные и рекреационные функциональные зоны. Установлено, что запечатанные поверхности занимают около 169.4 км² (20.5% от всей площади города). Однако для каждого из районов города и каждой функциональной зоны характерна своя доля запечатанных территорий. Наиболее запечатанными оказались поверхности Тракторозаводского (24.2%), Ворошиловского (33.0%), Дзержинского (37.4%), Центрального (45.2%), Краснооктябрьского (39.4%) и Красноармейского (26.6%) районов Волгограда. Почвенный покров Советского (13.5%) и Кировского (12.9%) районов запечатан в наименьшей степени. Запечатанность функциональных зон также варьирует в широких пределах. Так, наибольшие значения запечатанности (до 63%) характеризуют много-, мало- и среднеэтажную зону. Широкий интервал значений (от 26 до 51%) соответствует территориям зон индивидуальной жилой застройки, а также коллективных садов и дач (от 9.6 до 39.5%). В рекреационной зоне средняя запечатанность на уровне 27.6%. Таким образом, выявленная доля запечатанных поверхностей на территории Волгограда и его функциональных зон позволит в дальнейшем эффективно решать задачи территориального планирования при реализации работ по озеленению и благоустройству городской территории.

1. Власов Д.В., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е. Картографирование ландшафтно-геохимической структуры урбанизированной территории (на примере Москвы) // ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2017. Т. 23. № 1. С. 242–255.

2. Горбов С.Н., Горовцов А.В., Безуглова О.С., Вардуни Т.В., Тагивердиев С.С. Биологическая активность запечатанных почв Ростова-на-Дону // Изв. Самарского научного центра РАН. 2016. Т. 18. № 2 (2). С. 331–336.

3. Гордиенко О.А., Манаенков И.В., Холоденко А.В., Иванцова Е.А. Картографирование и оценка степени запечатанности почв города Волгограда // Почвоведение. № 11. 2019. С. 1383–1392.

4. Кошелева О.Ю. Оценка запечатанности почвенного покрова города Волгограда // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2019. № 1. С. 12–18.

5. Кошелева О.Ю., Шинкаренко С.С., Гордиенко О.А., Дубачева А.А., Омаров Р.С. Суточная и сезонная динамика температуры поверхности города Волгограда // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2021. № 1. С. 14–24.

6. Кулик К.Н. Агролесомелиоративное картографирование и фитоэкологическая оценка аридных ландшафтов. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. 247 с.

7. Мохамед Е.C., Билял А., Шалабай А. Оценка потерь плодородных почв в результате запечатывания по данным дистанционного зондирования и геоинформационных систем // Почвоведение. 2015. № 10. С. 1277.

8. Никифорова Е.М., Кошелева Н.Е., Хайбрахманов Т.С. Эколого-геохимическая оценка состояния запечатанных почв восточной Москвы // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2017. C. 480–509.

9. Почва, город, экология / Под ред. Добровольского Г.В. М., 1997. 320 с.

10. Прокофьева Т.В. Городские почвы, запечатанные дорожными покрытиями (на примере Москвы). Автореф. Дис. … канд. биол. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 1998. 24 с.

11. Савин И.Ю. Картографирование экраноземов Московской агломерации по спутниковым данным Landsat // Исследование земли из космоса. 2013. № 5. С. 55–61.

12. Хайбрахманов Т.С., Никифорова, Е.М., Кошелева, Н.Е. Картографическое обеспечение эколого-геохимической оценки запечатанных почв на урбанизированных территориях // ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2017. Т. 23. № 1. С. 256–266.

13. Шинкаренко С.С., Кошелева О.Ю., Гордиенко О.А., Дубачева А.А., Омаров Р.С. Анализ влияния запечатанности почвенного покрова и озеленения на поле температур Волгоградской агломерации по данным MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 5. С. 125–141.

14. Barbero‐Sierra C., Marques M.J., Ruiz‐Pérez M. The case of urban sprawl in Spain as an active and irreversible driving force for desertification // Journal of Arid Environments. 2013. No. 90. P. 95–102.

15. Charzyński P., Plak A., Hanaka A. Influence of the soil sealing on the geoaccumulation index of heavy metals and various pollution factors // Environmental Science and Pollution Research. 2016. No. 24. P. 4801–4811.

16. Cortijo A.A., González M.E.P. Soil sealing in Madrid (Spain), study case of Colmenar Viejo // Earth Sci. Res. 2017. Vol. 21. No. 3. P. 111–116.

17. Foody G.M. Classification accuracy assessment: some alternatives to the kappa coefficient for nominal and ordinal level classifications // Remote sensing from research to operation: Proc. the 18th Annual Conference of the Remote Sensing Society. 1992. Nottingham.

18. García P., Pérez E. Mapping of soil sealing by vegetation indexes and built-up index: A case study in Madrid (Spain) // Geoderma. 2016. Vol. 268. P. 100–107.

19. García P., Pérez E. Monitoring Soil Sealing in Guadarrama River Basin, Spain, and Its Potential Impact in Agricultural Areas // Agriculture. 2016. No. 6. P. 1–11.

20. Google maps. URL: https://www.google.ru/maps.

21. IUSS Working Group World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. No. 106. FAO, Rome. 192 p.

22. Kopecká M., Rosina K. Soil Sealing Assessment in the Town Trnava // Geographical Information. 2012. No. 16. P. 192–203.

23. Nakayama T., Watanabe M., Kazunori T., Morioka T. Effect of underground urban structures on eutrophic coastal environments // Science of Total Environment. 2007. No. 373. P. 270–288.

24. Piotrowska-Długosz A., Charzyński P. The impact of soil sealing degree on microbial biomass, enzymatic activity, and physiochemical properties in the Ekranic Technosols of Toru. (Poland) // Soils and Sediments. 2014. No. 15. P. 47–59.

25. Salvati L. The Spatial Pattern of Soil Sealing along the Urban-Rural Gradient in a Mediterranean Region // Journal of Environmental Planning and Management. 2014. No. 57. P. 848–861.

26. Salvati L., Carlucci M. The way towards land consumption: soil sealing and polycentric development in Barcelona // Urban Studies. 2016. No. 53 (2). P. 418–440.

27. Scalenghe R., Ajmone Marsan F. The anthropogenic sealing of soils in urban areas // Landscape and Urban Planning. 2009. No. 90. P. 1–10.

28. Tikhonova A., Polovinkina Yu., Gordienko O., Manaenkov I. Features of Monitoring Heavy Metals in Soil Cover of Urban Environment // Proc. of the IV International Scientific and Practical Conference “Anthropogenic Transformation of Geospace: Nature, Economy, Society”. 2020. P. 286–291

29. Tobias S. Preserving ecosystem services in urban regions: Challenges for planning and best practice examples from Switzerland // Integrated Environmental Assessment and Management. 2013. No. 9 (2). P. 243–251

30. Tombolini I., Munafò M., Salvati L. Soil sealing footprint as an indicator of dispersed urban growth: a multivariate statistics approach // Urban Research & Practice. 2015. Iss. 1. P. 1–15.

31. Toth G. Impact of land‐take on the land resource base for crop production in the European Union // Science of the Total Environment. 2012. No. 435. 202–214.

32. Xiao R., Su S., Zhang Z., Qi J., Jiang D., Wu J. Dynamics of Soil Sealing and Soil Landscape Patterns under Rapid Urbanization // Catena. 2013. No. 109. P. 1–12.