Изменение площади посевов озимых культур в зоне проведения специальной военной операции России (февраль 2022 года по настоящее время), выявленное по спутниковым данным

Савин Игорь Юрьевич ORCID: 0000-0002-8739-5441 доктор сельскохозяйственных наук академик РАН, главный научный сотрудник, ФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева" 119017, Россия, г. Москва, пер. Пыжевский, 7, стр.2, оф. 25 Savin Igor Doctor of Agriculture Academician of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Scientific Associate 119017, Russia, Moscow, lane. Pyzhevsky, 7, p. 2, of. 25 savigory@gmail.com

Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России НЦМУ "Агротехнологии будущего" (соглашение № 075-15-2022-321).

Введение. 24 февраля 2022 года президент России в ответ на обращение руководителей республик Донбасса принял решение о проведении специальной военной операции на Украине (СВО). О последствиях СВО ведутся многочисленные дискуссии. Отмечается их проявление как на глобальном уровне ^[1], так и на уровне отдельных стран ^[2], России и ее регионов ^[3], и, конечно же, на локальном уровне в зоне проведения СВО. На локальном уровне последствия являются наиболее очевидными для всей социально-экономической сферы и жизни людей. Многие предприятия остановили свою деятельность, большая часть населения покинула постоянное место жительства. Но, часть экономической активности в зоне СВО не остановилась. В том числе это касается и сельского хозяйства. Отдельные землевладельцы продолжают возделывание сельскохозяйственных культур, хотя и в сокращенном виде. Масштабы активной сельскохозяйственной деятельности в зоне СВО точно не известны, несмотря на то что подобная информация важна для планирования оказания поддержки действующим сельхозтоваропризводителям и для оценки возможностей самообеспечения населения продуктами питания.

В последние десятилетия велись активные научные исследования в области разработки оперативных и точных методов мониторинга посевов сельскохозяйственных культур на основе спутниковых технологий ^[4,5]. Показано, что несмотря на многие до сих пор нерешенные проблемы, спутниковые данные в настоящий момент позволяют получать достаточно точные данные о площадях посевов отдельных сельскохозяйственных культур ^[6,7]. Наиболее разработаны и апробированы в разных странах спутниковые методы мониторинга площадей посевов озимых сельскохозяйственных культур ^[8,9]. Для проведения подобных оценок в настоящее время существуют достаточно длинные и доступные архивы спутниковых данных ^[10-12]. Поэтому целью настоящих исследований был анализ изменений площади посевов озимых культур в зоне СВО и на прилегающих территориях в текущем году по сравнению с предыдущими пятью сезонами.

Объект и методы. Территория зоны СВО представляет собой равнинную или холмистую низменность с умеренным климатом, плодородными черноземными почвами и преимущественно степной растительностью, которая в большей части замещена на сельскохозяйственные угодья. Основная сельскохозяйственная специализация территории – производство зерна. Из зерновых культур преобладающие площади занимают озимые. Также как озимая культура возделывается рапс ^[13]. Таким образом, площади посевов озимых культур нами использовались в качестве индикатора сельскохозяйственной активности на территории исследований.

В качестве основного источника спутниковых данных для проведения исследований использовался интернет-сервис ВЕГА ^[12]. Сервис позволяет пользователю получать доступ к архиву наиболее часто используемых для решения практических задач в области сельского хозяйства данных Landsat, Sentinel-2 и MODIS. Архивы спутниковых изображений, полученных с первых двух платформ, доступны за последние несколько лет, а архивы данных MODIS - более чем за 20 лет.

Кроме исходных спутниковых данных, представленных как в виде отдельных каналов съемки, так и в виде разных цветовых композитов, на сайте ВЕГА хранятся некоторые результаты прикладного анализа исходных спутниковых данных.

В частности, нами для анализа использовались маски озимых культур, которые построены ИКИ РАН по специально разработанной технологии ^[14]. Маски построены на основе спутниковых данных MODIS и доступны для территории исследований за все годы с 2001 по 2023.

Нами использованы маски озимых культур на территорию исследований для сезонов 2017/2018, 2018/2019, 2019/2020, 2020/2021, 2021/2022 и 2022/2023.

Маски были наложены на административные выделы на уровне области (республики) для зоны СВО и прилегающих областей Украины и для каждой области были подсчитаны площади под озимыми культурами, показанными на масках.

Результаты анализа были визуализированы в виде графиков в Excel и проанализированы на предмет падения или роста площади в текущий вегетационный сезон по сравнению с предыдущими сезонами.

По цветовым композитам изображений Landsat или Sentinel-2, близким к натуральным цветам, отобранным для позднеосеннего и ранневесеннего времени, визуально была отдешифрирована по цвету изображения зона с отсутствием полей с озимыми культурами в сезоне 2022/2023 года. Поля с озимыми культурами на этих изображениях четко распознаются по характерному зеленому цвету (рис.1).

Рис.1. Пример изображения полей с озимыми культурами в центральной части Запорожской области на цветовом композите Landsat-8 в цветах, близких к натуральным, полученном 26 января 2023 года (по данным интернет-сервиса ВЕГА)

Результаты и обсуждение.

На рисунке 2 показаны маски посевов озимых культур за последние 6 сезонов на территории исследований. В целом маски достаточно похожи друг на друга, но размещение посевов от сезона к сезону меняется, также как и их площадь. Обращает на себя внимание меньшая площадь озимых в ЛНР и ДНР по сравнению с соседними регионами Украины. На территории ДНР, подконтрольной Украине, посевов также было в каждом сезоне больше, чем на остальной территории. Но с началом СВО площадей посевов на всей территории ДНР и ЛНР стало ощутимо меньше, чем было до этого. Это отчетливо прослеживается на графиках динамики площади посевов в разрезе областей, представленном на рисунке 3. Из рисунка следует, что из всех анализируемых регионов только в Республике Крым площадь посевов озимых после начала СВО значимо выросла (как минимум на 8% от площади всего региона, или на более чем 40% относительно площади посевов предыдущего сезона). В Херсонской, Николаевской и Запорожской областях площади в сезоне 2022/2023 годов остались практически на том же уровне, как и в предыдущем сезоне. Но, в соответствии с рисунком 2, площади в Херсонской и Запорожской областях распределились более неравномерно, чем прежде. В отдельных местах их стало больше, а непосредственно в зоне СВО – меньше. Достаточно сильно падение площадей в сезоне 2022/2023 годов зафиксировано в ДНР и ЛНР (площадь посевов озимых относительно предыдущего сезона сократилась почти на 30%), то есть именно в регионах непосредственно зоны СВО. В Днепропетровской области площадь посевов озимых также сократилась на 20% относительно площади посевов прошлого сезона, но это падение оказалось распределенным по всей области. Но, наиболее сильно площади посевов озимых упали в Харьковской области (на 8% от площади всего региона, или на более чем 50% от площади посевов озимых относительно прошлого сезона). В остальных регионах падение не превысило 3-4% от площади региона (около 20% от площади посевов озимых в прошлом сезоне).

Рис.2. Маски посевов озимых культур, построенные по спутниковым данным MODIS для последних сезонов вегетации (по данным интернет-сервиса ВЕГА)

Рис.2. Маски посевов озимых культур, построенные по спутниковым данным MODIS для последних сезонов вегетации (по данным интернет-сервиса ВЕГА)

Следовательно, общее падение в каждом регионе не превысило нескольких процентов от суммарной площади региона, что составляет около 20-30% от площади посевов озимых прошлого сезона. Но, в непосредственной близости от зоны активных боевых действий, сев озимых культур полностью прекратился. В среднем в полосе 15-25 км от всей линии боевых действий с каждой стороны сев озимых в сезоне 2022/2023 годов был практически полностью остановлен (рис.4). Интересно отметить, что сев озимых были прекращен местами и на правом берегу Днепра в Херсонской области, откуда российские войска отошли уже после дат их сева. Это свидетельствует о том, что сворачивание сева озимых определяется не столько непосредственно боевыми действиями, но оттоком сельского населения из зоны проведения СВО.

Рис.4. Зона отсутствия посевов озимых в сезоне 2022/2023 (показана красным цветом)

Заключение. Использование архивов спутниковых данных сервиса ВЕГА позволило оценить масштабы потерь в площадях посевов озимых в районе проведения специальной военной операции России на Украине.

Установлено, что общее падение в каждой области (республике) зоны СВО не превысило нескольких процентов от площади региона или около 20-30% от площади посевов озимых в предыдущем сезоне.

Наиболее сильно падение площадей посевов озимых в сезоне 2022/2023 годов зафиксировано в ДНР, ЛНР, Харьковской и Днепропетровской областях. Из них наиболее сильно площади посевов озимых упали в Харьковской области (на 8% от площади всего региона, или на более чем 50% от площади посевов озимых относительно прошлого сезона).

В среднем в полосе 15-25 км от всей линии боевых действий с каждой стороны сев озимых в сезоне 2022/2023 годов был практически полностью остановлен.

Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России НЦМУ "Агротехнологии будущего" (соглашение № 075-15-2022-321).