Аналітична інформація щодо стану агросфери на середину червня 2023 р. за супутниковими даними з фокусом на Херсонську обл.

(Інститут агроекології і природокористування НААН)

(Джерелa: United States Department of AgricultureForeign Agricultural Service https://ipad.fas.usda.gov/cropexplorer )

 

Шановні колеги!

Продовжуємо традиційний  супутниковий моніторинг стану агросфери України, порівнюючи умови початку літа (середини червня) 2023 р. з попереднім 2022 р. і середньо багаторічними даними. Нижче наведено аналіз доступної супутникової інформації щодо вмісту вологи в метровому шарі ґрунту та стану рослинності за вегетаційним індексом  NDVI з центром уваги на Херсонську обл. та затоплену територію Каховської ГЕС.

Стан вологозабезпечення. В цілому по Україні запаси вологи у метровому шарі ґрунту коливаються від 25 мм в зоні Південного Степу до 75-100 мм в зоні Лісостепу і Полісся (рис.1). Можна констатувати, що умови вологозабезпечення посівів в зоні Полісся зараз знаходяться на рівні або дещо вище в порівнянні з минулим 2022 р. Але в цьому році на початок літа навіть в умовах Полісся спостерігається дефіцит вологозабезпечення посівів. В зоні Лісостепу і Степу спостерігається на цей період  дещо нижчі вологозапаси порівняно з 2022 р., що за високих температур і відсутності опадів може негативно вплинути на формування урожаю як ранніх зернових так і пізніх культур (кукурудза, соняшник, соя, цукровий буряк).

Рис.1. Запаси вологи у метровому шарі ґрунту на 18 червня 2023 р.

Стан рослинності.  Можна констатувати, що за показником NDVI стан рослинності находиться зараз на рівні або дещо вище минулого року в усіх природно-кліматичних зонах (рис.2).

Рис.2. Стан рослинності за NDVI на 18 червня 2023 р.

 

Але слід відмітити за останню декаду різке погіршення стану посівів в зоні Сухого Степу, не дивлячись на опади які були за останні 10 днів Зокрема в Херсонській обл. (рис.3), що пов’язано з критично низькими запасами вологи в кореневмісному шарі ґрунту.

Рис.3. Кількість опадів за 11-15 червня 2023 р., мм.

 

Моніторинг прояву посушливих явищ в межах Приазовського регіону. На рис. 4 відображено значення кумулятивного індексу стану рослинності (VCI) за період з 2001 до 2021 років (до початку повномаштабного вторгнення Росії в Україну). VCI використовують як показник тяжкості посухи (drough severity index), розрахований з використанням отриманих із супутника даних про стан рослинності (MODIS EVI). Застосована методика була розроблена UN-Spider, що є платформою Організації Об’єднаних Націй щодо використання космічної інформації для попередження та ліквідації надзвичайних ситуацій та екстреного реагування.

Рис.4. Частота прояву посушливих явищ в Приазовському регіону за індексом VCI (вищі значення позначені темним кольором)

На карті добре помітні зони з найвищою частотою прояву посушливих явищ, до яких входить майже уся території Херсонської області та південна прибережна частина Запорізької області. У той же час, території вздовж русла р. Дніпра у Херсонській області з системою іригації та центральна частина Запорізької області навколо Каховського водосховища мають низьку частоту прояву посушливих явищ, однак саме ця територія зазнає впливу внаслідок зміни водного режиму, порушення іригаційних систем та втрати запасу води у Каховському водосховищі.

Детальніше, території, які підтримуються за рахунок іригаційних систем, добре помітні у Херсонській області при відображені індексу VCI на рівні області. Зокрема такі громади, як Костянтинівська, Любимівська, Тавричанська знаходилися у задовільному стані водозабезпечення у середньому за період 2001-2021 рр. (рис.5).

Рис. 5. Частота прояву посушливих умов у Херсонській області.

На локальному рівні системи моніторингу вологості ґрунту розроблені для задоволення потреб окремих фермерських господарств, полів або найменших адміністративних одиниць. Ці системи використовують дані супутників з найвищою доступною просторовою роздільною здатністю, що дозволяє точно відстежувати умови вологості ґрунту на місцевому рівні. Ця інформація є важливою для фермерів для прийняття місцево орієнтованих рішень щодо графіку іригації, посіву та управління культурами. Системи моніторингу на місцевому рівні допомагають фермерам оптимізувати використання води, зменшити стрес на рослини від недостатку вологи та покращити загальну продуктивність сільськогосподарських угідь. Вони також підтримують планування використання землі та агроекологічні дослідження, надаючи детальну інформацію про умови вологості в конкретних місцях.

На всіх рівнях адміністрування системи моніторингу вологості ґрунту на основі дистанційного зондування доповнюються наземними вимірами та метеорологічними даними для покращення точності та надійності. Інтеграція даних з супутників та місцевих даних допомагає перевірити і підтвердити інформацію, отриману з дистанційного зондування, та калібрувати моделі для обробки цих даних.

Моніторинг зони затоплення внаслідок підриву греблі Каховської ГЕС за даними супутникового знімання Sentinel-3. Близько третьої години ранку 6 червня 2023р., у результаті вибухів, Каховська гідроелектростанція була серйозно пошкоджена. Це призвело до неконтрольованого скидання води з водосховища вниз по течії, та підтоплення населених пунктів по обидва боки річки. Найвищий рівень було зафіксовано 8 червня, а з 9 червня почалося спостерігатися зниження рівня води. Для моніторингу розвитку паводкової ситуації у перші дні після катастрофи, найбільш ефективними виявилися дані супутникового знімання Sentinel-3 (рис.6). Було досліджено дані з 5 по 16 червня 2023 року, отримані з OLCI (Ocean and Land Color Instrument), що знаходиться на борту супутника Sentinel-3. Незважаючи на те, що прилад OLCI із супутника Sentinel-3 має дещо низьку просторову роздільність (300 м), він має досить високе спектральне розрізнення (21 канал в діапазоні 400–1020 нм) та високе темпоральне розрізнення, з одним прольотом щодня, що робить його підходящим для постійного моніторингу надзвичайних ситуацій.

Рис. 6 Моніторинг зони затоплення внаслідок підриву греблі Каховської ГЕС за даними Sentinel-3: а) зйомка 5 червня 2023, б) зйомка 7 червня 2023.

Моніторинг зони висихання Каховського водосховища внаслідок підриву греблі Каховської ГЕС представлено на прикладі засторування даних супутникового знімання Sentinel-1. За даними радарної супутникової зйомки чітко помітно, що зона сходження води (вода відображається чорним кольором на знімку) відбувається інтенсивніше з північно-східної частини Каховського водосховища і за 4 дні площа водного дзеркала водосховища скоротилася на більше 30%.

Рис. 7. Моніторинг висихання Каховського водосховища за даними Sentinel-1: a) зйомка 05.27.2023, б) зйомка 09.06.2023 та в) зйомка 16.06.2023

На серії знімків добре помітна зона скорочення водного дзеркала на близько 30% через 4 дні після підриву дамби, та майже повне виснаження через 10 днів після катастрофи (рис.7).

 

Висновки. З огляду доступних супутникових даних про стан агросфери України та наслідків підриву Каховської ГЕС можна зробити заключення про високий ризик прояву посушливих явищ особливо в південному регіоні, зокрема в Херсонській обл. Окремою проблемою є втрата Каховського водосховища та руйнування Каховської зрошувальної системи. Як видно з наданої інформації виникає питання подальшого використання зрошувальних земель. Для відновлення економіки регіону, зокрема аграрного сектору, важливим є поетапне відновлення Каховської зрошувальної системи та започаткування відповідних проектних робіт з різними варіантами відбудови.

 

О.Г. Тараріко, д. с.-г.наук, академік НААН

Т.В. Ільєнко, к.с.-г.наук, зав. лабораторії

Т.Л. Кучма, к.с.-г.наук, с.н.с.

Лабораторія аерокосмічного зондування агросфери

Інституту агроекології і природокористування НААН

20 червня 2023 р.