Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Повышение осведомленности о земельных ресурсах и лучшее понимание экологических и социальных вопросов, связанных с землепользованием, повышает осведомленность политиков, государственных служащих и отдельных граждан о необходимости рационального использования земельных ресурсов. Земля рассматривается не только как вид ресурса, который можно осваивать и использовать в хозяйственных целях, но и как национальное достояние, которое необходимо сохранить и приумножить на благо нынешнего и будущих поколений. Это важная составляющая политической, социальной и культурной жизни и экологического баланса в мире [1]. Защита природных ресурсов планеты является одной из важнейших обязанностей человечества. Земельные ресурсы – это природные ресурсы, без которых невозможна жизнь человека. Специфика земельного ресурса определяется совокупностью особенностей ландшафта, почвы и другой природной среды [2]. Методологические проблемы были рассмотрены в трудах экономистов П. Лукина и П.С. Огулдина. Среди ученых Кыргызской Республики проблему обеспечения продуктами питания затрагивали А.У. Орузбаев, Т.К. Койчуев, Н.Х. Кумсков, А.А. Апышев, Ж.М. Батырканов и др. в изучении возможностей сельского хозяйства в Кыргызстане. Выявление наиболее продуктивных и перспективных направлений развития сельскохозяйственного производства основывается на оценке природного потенциала и эколого-экономической эффективности его использования. Поиск положительных вариантов и сценариев рационального использования земельных ресурсов должен осуществляться с учетом изучения всех важных аспектов управления. Высочайшая эффективность и надежность в решении возникающих социальных, экономических и экологических проблем возможны только при широком использовании технологий геоинформационных систем (ГИС), геоинформационного картографирования и моделирования, а также современных методов [3]. Система геоинформации является информационной системой, которая обеспечивает сбор, хранения, обработки, доступа, представления и распространения согласованной географической информации в пространстве [4]. ГИС содержит информацию о пространственных объектах в виде их цифрового представления (векторного, растрового, квадратометрического и т.п.) [5]. Столь широкое использование геоинформационных систем обусловлено их высокой эффективностью и результатами комплексного анализа, которые невозможно получить простым анализом традиционных картографических материалов или табличных данных [6]. Кыргызская Республика является аграрной страной, в которой более 60 % жителей проживает в сельской местности, где уровень бедности значительно выше, чем в городах, и зависит от сельскохозяйственного производства. Показатели сельского хозяйства сильно повлияли на экономические показатели, а сельское хозяйство обеспечило значительную часть в ВП [7].

Однако в последние несколько лет сельские хозяйства Кыргызской Республики теряют своё место в национальном экономическом обороте. В 2004 г. доля сельских хозяйств в ВВП составляла 36 %, в 2019 г. она сократилась до 12,1 % [8]. В стране 1,3 млн га пашни, что составляет всего 7 % от общей площади страны. Орошается более 70 % пахотных земель. Орошаемые земли обеспечивают более 90 % производства сельскохозяйственной продукции и являются стратегическим природным ресурсом Кыргызстана [9]. В последние годы население Бишкека, столицы Кыргызстана, растет, но это увеличение связано с изменениями в земельном фонде Чуйской области. Одновременно с увеличением площади обрабатываемых земель и пастбищ происходят процессы их деградации. Деградация сельскохозяйственных земель происходит и из-за расширения территорий городских и сельских поселений [10]. Цель работы – проанализировать количественный и качественный состав этих изменений, проанализировать, насколько изменения земельного фонда отвечают целям устойчивого развития страны, с использованием ГИС-технологий. Создание эффективной мониторинговой системы на базе ГИС позволяет решать задачи своевременной оценки, прогноза и разработки решений, направленных на устранение и предупреждение негативных процессов в почве [11].

Материалы и методы исследования

Объект наших исследований, Чуйская область расположена в северной части Кыргызстана. Она занимает 10 % территории Кыргызской Республики. Общая площадь района составляет 20,2 тыс. м2. Административный центр – г. Бишкек; столица Кыргызстана расположена в центре Чуйской области. В состав Чуйской области входят 8 районов, а также 7 городов (один город областного значения – Токмок и 6 городов районного значения – Кара-Балта, Шопоков, Кант, Кемин, Орловка, Каинды), один городской поселок и 105 сельских округов. Весомое пространство в экономике ареала занимает сельское хозяйство с разной формой принадлежности: муниципальные хозяйства, акционерные общества, кооперативы, агрофирмы, корпоративные деревенские объединения и личные фирмы [8].

Информационной базой исследования являются материалы национального статистического комитета Кыргызской Республики, ГПИ «Кыргызгипрозем» ГП. Спутниковые материалы, использованные в нашем исследовании, взяты из навигационной программы SAS.Планета, Google Earth, базовая спутниковая карта ArcMap.

Рис. 1. Карта административной единицы Чуйского района, показанная в программе ArcMap, и атрибутивная таблица

Рис. 2. Сравнительная карта Бишкека 2000–2020 гг., показанная в Google Earth

С помощью спутниковых материалов оценено положение землепользования и земного покрова. Основная геоинформационная программа, использованная в нашем исследовании – ArcMap. В ArcMap вручную произведена оцифровка изучаемой местности (рис. 1). На базе данных построены тематические атрибутированные таблицы. Результаты данных экспортированы в программу Excel, и произведено прогнозирование их последующих изменений.

Результаты исследования и их обсуждение

Рассмотрены изменения в землепользовании за два периода времени 2000–2020 гг. На основе оценки положения земного покрова изучаемой территории и оцифровки местности выявлены уязвимые участки, подвергшиеся урбанизации и деградации земель сельскохозяйственного назначения. Данные нашего исследования показывают, что естественные ландшафты вблизи г. Бишкека, в особенности пахотные земли Сокулукского и Аламединского районов, подверглись застройке новыми населенными пунктами без соответствия нормам градостроительства. Район исследования оцифрован методом дистанционного зондирования в программе ArcMaр. Далее оцифрованный слой был конвертирован в программу Google Earth. Далее по спутниковым снимкам создана сравнительная карта ситуации в Бишкеке (рис. 2).

Для оценки ущерба в ArcMap вручную оцифрованы все населенные пункты, образовавщиеся после 2000 г. (рис. 3) и участки новых формирующихся жилых районов с 2018 г. (рис. 4).

Создана атрибутивная таблица и рассчитана площадь каждого населенного пункта (табл. 1). Таким образом, площадь населенных пунктов представляет собой площадь утраченных сельскохозяйственных угодий.

Выполнен прогноз изменения сельскохозяйственных земель Аламединского, Сокулукского районов по категориям на основе статистических данных, взятых в ГПИ «Кыргызгипрозем» ГП [8], зависимостью от времени в Excel (табл. 2). Excel создает статистические и предсказанные значения. Если использовать формулу для составления прогноза, то возвращается таблица статистических и прогнозируемых данных и диаграмм. Прогноз предсказывает будущие показатели на основе существующих данных в зависимости от времени и на алгоритме экспоненциальной сглаживания (ETS) версии ААА (рис. 5).

Рис. 3. Карта новых жилых районов на окраине г. Бишкека, образовавшихся после 2000-х гг., и атрибутированная таблица

Рис. 4. Карта новых жилых районов на окраине г. Бишкека, образовавшихся после 2018–2020 гг.

Таблица 1

Сводка площадей и названия районов, застроенных после 2000-х гг.

Таблица 2

Прогнозирование изменения сельскохозяйственных земель (га) Аламединского, Сокулукского районов по категориям

Рис. 5. Прогнозирование изменения сельскохозяйственных земель Аламединского, Сокулукского районов

Заключение

Наши исследования показали, что земли сельскохозяйственного назначения Чуйского региона быстрыми темпами преобразуются в урболандшафты. Проведенные расчеты показали, что площадь г. Бишкека за последние 20 лет увеличилась на 5976 га и в большей степени за счет трансформации сельскохозяйственных угодий. Кроме этого, преобразованные ландшафты застроены стихийно, без соблюдения санитарно-эпидемиологических, градостроительных и многих других норм и требований. Используя принцип рационального использования земельных и иных природных ресурсов и планируя в среднем возведение 6–7-этажных зданий, можно было сократить площадь застроенных земель в 6 раз. Такими темпами нерационального использования земельных ресурсов к 2040 г. площадь сельского хозяйства значительно сократится и к 2060 г. станет критической. Как известно, сельскохозяйственные земли являются основой продовольственной безопасности и сферой повышения качества жизни населения государства. Для предотвращения экологических, экономических и социальных проблем с большой эффективностью и достоверностью, поможет использование возможностей геоинформационных систем, оперативность и точность данных позволяет качественно проводить планирование и рациональное использование главного богатства – земельных ресурсов.