Современное состояние нерестилищ нижнего Дона по данным дистанционного зондирования

Строительство Цимлянской плотины в 1952 г. и климатические изменения привели к значительному сокращению весеннего стока и площади нерестилищ р. Дон в его нижнем течении. Если в многоводный 1963 г. было залито 300 тыс. га нерестовых площадей, то в 1979?1994 гг. – не более 130 тыс. га. Во многие последующие годы вода вообще не выходила на пойму. Следствием этого стала деградация рыбного хозяйства нижнего Дона, а нерестовые территории стали распахивать и застраивать. Нерестилища нижнего Дона являлись основой для воспроизводства проходных и полупроходных рыб Азово-Донского бассейна, уже потерявшего свое промысловое значение по осетровым и сельдям. В статье представлены результаты картографирования современной структуры пойменных земель нижнего Дона в границах заливаний разных лет. На основе обработки спутниковых изображений Landsat определены площади заливаний в половодья 1979?2018 гг., по данным Sentinel-2 картографирована современная структура землепользования этих земель. Также проанализированы типы земного покрова по глобальным данным GLC30 и ESRI. Так, в границах затопления 1979?1994 гг. расположено 0,7 тыс. га застройки, около 30 тыс. га пашни и 10 тыс. га залежей. Угроза затопления строений и других объектов инфраструктуры приводит к тому, что половодья на Нижнем Дону стали восприниматься как негативное явление. Необходимо введение ограничений на хозяйственное использование пойменных земель, запрет застройки и размещения нефтепродуктов, удобрений и ядохимикатов в границах заливания 1994 г. Использование технологий спутникового мониторинга является перспективным инструментом для оценки хозяйственного освоения пойм и выделения заливаемых земель. В дальнейшем возможно создание автоматизированной системы мониторинга поймы Дона и других рек, в том числе на основе данных спутниковой микроволновой радиометрии. Преимуществом подобных данных является независимость от наличия облачности, затрудняющей спутниковые наблюдения в оптическом диапазоне.

1. Барталев С.А., Ершов Д.В., Лупян Е.А., Толпин В.А. Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 49–56.

2. Белоусов В.Н. Последний рубеж естественного воспроизводства в Азово-Донском районе // Рыбное хозяйство. 2016. № 4. С. 14-19.

3. Дубинина В.Г. Требования рыбного хозяйства при управлении режимами водохранилищ // Экосистемы: экология и динамика. 2019. Т. 3. № 1. С. 67?97. DOI: 10.24411/2542-2006-2019-10027.

4. Дубинина В.Г., Жукова С.В. Оценка возможных последствий строительства Багаевского гидроузла для экосистемы нижнего Дона // Рыбное хозяйство. 2016. № 4. С. 20-30.

5. Жукова С.В. Обеспеченность водными ресурсами рыбного хозяйства нижнего Дона // Водные биоресурсы и среда обитания. 2020. Т. 3. № 1. С. 7–19.

6. Киреева М.Б., Илич В.П., Гончаров А.В., Богачев А.Н., Фролова Н.Л., Пахомова О.М., Соловьева В.В. Влияние маловодья 2007?2015 гг. в бассейне р. Дон на состояние водных экосистем // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2018а. № 5. С. 3–13.

7. Киреева М.Б., Илич В.П., Сазонов А.А., Михайлюкова П.Г. Оценка трансформации поверхности водосбора и ее влияния на условия формирования стока в бассейне р. Дон на основе данных космической съемки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018б. Т. 15. № 2. C. 191–200. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-2-191-200.

8. Киреева М.Б., Фролова Н.Л. Современные особенности весеннего половодья рек бассейна Дона // Водное хозяйство России. 2013. № 1. С. 60–76.

9. Косенко Ю.В., Баскакова Т.Е., Картамышева Т.Б. Роль стока реки Дон в формировании продуктивности Таганрогского залива // Водные биоресурсы и среда обитания. 2018. Т. 1. № 3-4. С. 32?39.

10. Кузьмина Ж.В., Трешкин С.Е. Методика оценки нарушений в наземных экосистемах и ландшафтах в результате климатических и гидрологических изменений // Экосистемы: экология и динамика. 2017. Т. 1. № 3. С. 146?188.

11. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.

12. Матишов Г.Г., Бердников С.В. Экстремальное затопление дельты Дона весной 2013 г. // Известия РАН. Сер. Географическая. 2015. № 1. С. 111?118. DOI: 10.15356/0373-2444-2015-1-111-118.

13. Мирзоян А.В., Жукова С.В., Подмарева Т.И., Лутынская Л.А., Фоменко И.Ф., Бурлачко Д.С., Карманов В.Г., Шишкин В.М., Куропаткин А.П. Современное состояние и пути реконструкции поймы нижнего Дона // Научное обеспечение реализации «Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года». Т. 1. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2015. С. 327-335.

14. Рулев А.С., Шинкаренко С.С., Кошелева О.Ю. Оценка влияния гидрологического режима Волги на динамику затопления острова Сарпинский // Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2017. Т. 159. Кн. 1. С. 139–152.

15. Bolgov M.V., Belyaev A.I., Pugacheva A.M., Vlasenko M.V., Shul’gin M.V. Azov – Don water problem, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 1065?1076, DOI: 10.1134/S0097807820060032.

16. Bueso-Bello J.-L., Martone M., Gonzalez C., Sica F., Valdo P., Posovszky P., Pulella A., Rizzoli P. The Global Water Body Layer from TanDEM-X Interferometric SAR Data, Remote Sensing, 2021, vol. 13, no. 24, p. 5069, DOI: 10.3390/rs13245069.

17. Chen C., Luan D., Zhao S., Liao Z., Zhou Y., Jiang J., Pei Q. Flood Discharge Prediction Based on Remote-Sensed Spatiotemporal Features Fusion and Graph Attention, Remote Sensing, 2021, vol. 13, no. 24, p. 5023, DOI: 10.3390/rs13245023.

18. Chen J., Ban Y., Li S. China: Open access to Earth landcover map, Nature, 2014, vol. 514, p. 434, DOI: 10.1038/514434c.

19. Dolgov S.V., Koronkevich N.I., Barabanova E.A. Landscape-hydrological changes in the Don basin, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 934?944, DOI: 10.1134/

20. S0097807820060056.

21. Dzhamalov R.G., Frolova N.L., Kireeva M.B. Current changes in river water regime in the Don River basin, Water resources, 2013, vol. 40, no. 6, p. 573-584, DOI: 10.1134/S0097807813060043.

22. Dzhamalov R.G., Frolova N.L., Kireeva M.B., Safronova T.I. Climate-Induced Changes in Groundwater Runoff in Don Basin, Water Resources, 2010, vol. 37, no. 5, p. 733–742, DOI: 10.1134/S0097807810050131.

23. Georgiadi A.G., Milyukova I.P., Kashutina E.A. Contemporary and scenario changes in river runoff in the Don basin, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 913-923, DOI: 10.1134/S0097807810050131.

24. Hua T., Zhao W., Liu Y., Wang S., Yang S. Spatial Consistency Assessments for Global Land-Cover Datasets: A Comparison among GLC2000, CCI LC, MCD12, GLOBCOVER and GLCNMO, Remote Sensing, 2018, vol. 10, no. 11, p. 1846, DOI: 10.3390/rs10111846.

25. Korobkina E.A., Filippova I.A., Kharlamov M.A. Evaluating the runoff in the Don basin: the need to change the paradigm of hydrological calculations, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 924-933, DOI: 10.1134/S009780782006007X.

26. Kuzmina Zh.V., Treshkin S.E., Shinkarenko S.S. Effects of River Control and Climate Changes on the Dynamics of the Terrestrial Ecosystems of the Lower Volga Region, Arid Ecosystems, 2018, vol. 8, no. 4, p. 231?244, DOI: 10.1134/S2079096118040066.

27. Kuzmina Zh.V., Shinkarenko S.S., Solodovnikov D.A. Main Tendencies in the Dynamics of Floodplain Ecosystems and Landscapes of the Lower Reaches of the Syr-Darya River under Modern Changing Conditions, Arid Ecosystems, 2019, vol. 9, no. 4, p. 226-236, DOI: 10.1134/S207909611904005X.

28. Matishov G.G., Stepan’yan O.V., Khar’kovskii V.M., Startsev A.V., Bulysheva N.I., Semin V.V., Soier V.G., Kreneva K.V., Glushchenko G.Yu., Svistunova L.D. Characteristic of Lower Don aquatic ecosystem in late autumn, Water resources, 2016, vol. 43, no. 6, p. 873-884, DOI: 10.1134/S009780781606004X.

29. Osipova N.V., Bolgov M.V. Assessing the characteristics of the maximal spring flood runoff in the Don basin under nonstationary conditions, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 945-952, DOI: 10.1134/S009780782006010X.

30. Panin G.N., Vyruchalkina T.Yu., Grechushnikova M.G., Solomonova I.V. Specific features of the hydrological regime of the Tsimlyansk reservoir under climate changes in the Don basin, Water resources, 2016, vol. 43, no. 2, p. 249-258, DOI: 10.1134/S0097807816020123.

31. Penfound E., Vaz E. Analysis of Wetland Landcover Change in Great Lakes Urban Areas Using Self-Organizing Maps, Remote Sensing, 2021, vol. 13, no. 24, p. 4960, DOI: 10.3390/rs13244960.

32. Solodovnikov D.A., Shinkarenko S.S. Present-Day Hydrological and Hydrogeological Regularities in the Formation of River Floodplains in the Middle Don Basin, Water Resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 719-728, DOI: 10.1134/S0097807820060135.

33. Varentsova N.A., Kireeva M.B., Frolova N.L., Kharlamov M.A., Ilich V.P., Sazonov A.A. Forecasting water inflow into the Tsimlyansk reservoir during spring flood under current climate conditions: problems and reproducibility, Water resources, 2020, vol. 47, no. 6, p. 953-967, DOI: 10.1134/S0097807820060159.

34. Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Дон. 2013. URL: http://www.donbvu.ru/activities/use_and_protection_don/ (дата обращения 15.01.2022).

35. Karra K., Kontgis C., Statman-Weil Z., Mazzariello J.C., Mathis M., Brumby S.P. Global land use/land cover with Sentinel-2 and deep learning, IGARSS 2021?2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, 2021, URL: https://www.arcgis.com/home/item.html?id=d6642f8a4f6d4685a24ae2dc0c73d4ac, DOI: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553499 (дата обращения 15.01.2022).