ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОЦЕНКИ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ МЕСТНОСТИ И ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ

ВИНОГРАДНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ПРЕДГОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ ГП АФ «МАГАРАЧ» БАХЧИСАРАЙСКОГО РАЙОНА АР КРЫМ

В.И.Иванченко, Е.А.Рыбалко, Н.В.Баранова, Р.Г.Тимофеев

Национальный Институт Винограда и Вина «Магарач»

magarach@rambler.ru

Одним из главных направлений кардинального увеличения производства и повышения качества продукции виноградарства и виноделия является научно обоснованное размещение виноградников в наиболее благоприятных для них климатических условиях.

Виноградарство может быть эффективным только при условии соответствия агроклиматических ресурсов местности возделывания биологическим требованиям сортов. Агроклиматических ресурсы имеют довольно широкое территориальное варьирование под влиянием морфометрических особенностей рельефа, расстояния до моря и прочих крупных водоёмов, высоты участка над уровнем моря, а также других факторов. Поэтому, даже на фоне общей благоприятной картины могут находиться участки с неблагоприятными для винограда агроклиматическими характеристиками. Таким образом, с целью максимально рационального использования потенциала территории, а также избегания закладки виноградников на неподходящих участках необходима детальная оценка агроклиматических ресурсов местности в масштабах отдельного административного района или даже отдельного сельскохозяйственного предприятия.

Одним из общепринятых методов оценки агроклиматических ресурсов местности является составление микроклиматических карт. Для ускорения данной работы и повышения достоверности проводимого анализа в последнее время начинают широко использоваться географические информационные системы (ГИС), которые решают задачи хранения, обработки и доступа к информации, касающейся землепользования.

В настоящее время в НИВиВ «Магарач» нами проводится работа по созданию микроклиматических карт с применением программного пакета ArcGIS 9.3. В данной информационной системе используется принцип послойной организации информации, который предусматривает распределение объектов и связанной с ними атрибутивной информации на логические слои.

Нами были созданы электронные карты местности и проведён анализ агроклиматических условий предгорного отделения ГП АФ «Магарач», земли которого находятся юго-западной части Бахчисарайского района АР Крым. В результате данной работы были получены карты, отражающие также агроклиматические ресурсы исследуемой местности, такие как теплообеспеченность вегетационного периода и морозоопасность территории, которые наиболее сильно лимитируют возможность и рациональность возделывания того или иного сорта винограда.

Исходным материалом для создания микроклиматических карт ГП АФ «Магарач» послужили данные многолетних метеонаблюдений по метеопосту п. Вилино Бахчисарайского р-на АР Крым, а также топографические карты изучаемого района масштаба 1:10000 с горизонталями, проведенными через каждый метр.

На первом этапе работы мы проводили сканирование бумажных карт с последующей привязкой полученных электронных растровых изображений к географической системе координат. Последний процесс включает связывание растра с системой координат, которая и определяет его положение на земной поверхности.

Следующим этапом явилось построение векторного слоя абсолютных высот анализируемой местности на основании привязанных растров. Этот слой может быть как полилинейным, содержащим изолинии высот местности (горизонтали), так и точечным. Мы в своей работе использовали полилинии.

Для проведения анализа рельефных особенностей изучаемой территории необходимо было построить TIN-модель (triangle irregular network). Такие модели используют для представления явлений, имеющих сплошное распространение по территории, таких как рельеф земной поверхности или градиент температуры. Обычно TIN отображают способом светотеневой пластики. Это позволяет легко различать хребты, долины, склоны холмов и их относительную высоту. Мы строили TIN с помощью модуля «3D Analyst» на основе векторного слоя абсолютных высот.

Для анализа микроклиматических особенностей территории мы использовали растровые карты трёх наиболее важных характеристик рельефа – абсолютной высоты над уровнем моря, экспозиции и крутизны склонов. Данные растры были созданы на базе TIN-модели с использованием модуля «Spatial Analyst».

Большое влияние на распределение такого микроклиматического параметра как морозоопасность территории оказывает местное превышение изучаемого участка над тальвегом. Для построения растра местного превышения и учёта данного фактора в общем анализе нами предложено использование математического оператора focalmax в режиме калькулятора растра модуля «Spatial Analyst». При этом в поле формул калькулятора растра вводится следующее выражение:

focalmax ([layer1], rectangle, N, N) – [layer1] , где:

layer1 – растровый слой абсолютных высот территории;

N – сторона квадрата, в пределах которого рассчитывается местное превышение (в пикселях карты).

Изучаемая нами территория расположена вблизи моря, что также оказывает влияние на микроклимат. Поэтому для учёта данного фактора понадобилось создание ещё одного растра, отображающего расстояние каждой точки анализируемой территории до уреза воды. Эта операция была выполнена командой «Расстояние по прямой» модуля «Spatial Analyst».

Имея растровые карты абсолютных высот над уровнем моря, экспозиции и крутизны склонов, местного превышения над тальвегом, карту расстояния до моря, а также метеоданные по изучаемой территории, мы приступили к созданию микроклиматических карт теплообеспеченности вегетационного периода и морозоопасности анализируемых участков. Для этого была использована функция «Калькулятор растров» модуля «Spatial Analyst». Данная функция позволяет создавать новые растры путём пересчёта уже существующих на основе вводимых математических моделей, операторов и формул. При построении карт теплообеспеченности вегетационного периода и морозоопасности территории в среде «Калькулятора растров» мы вводили формулы, поправки и модели, описывающие изменение микроклиматических параметров в зависимости от морфометрических особенностей рельефа [2,3,4].

Для удобства проведения оценки пригодности имеющихся участков для возделывания тех или иных сортов винограда полученные микроклиматические карты с помощью функции классификации в свойствах растрового слоя были разделены на зоны, включающие определённый диапазон микроклиматических параметров территории в соответствии с биологическими требованиями сортов винограда [1,5].

На следующем этапе классифицированные карты теплообеспеченности вегетационного периода и морозоопасности территории были наложены друг на друга, в результате чего получилась комплексная микроклиматическая карта территории (рисунок).

На основании полученной карты были разработаны рекомендации по подбору сортового состава для каждой выделенной микроклиматической зоны путём сопоставления биологических требований сортов с агроэкологическими ресурсами территории (таблица).

Описанный нами подход к оценке микроклиматических ресурсов территории и оптимизации размещения виноградных насаждений может быть применён для любого другого сельскохозяйственного предприятия с целью максимально эффективного использования агроклиматического потенциала каждого участка и максимизации рентабельности отрасли виноградарства.

Рисунок Комплексная микроклиматическая карта предгорного отделения ГП АФ «Магарач»

Таблица - Площади и рекомендуемый сортовой состав виноградных насаждений для выделенных микроклиматических зон предгорного отделения ГП АФ «Магарач»

Список литературы:

1. Давитая Ф.Ф. Основные принципы районирования культуры винограда. //Физиология винограда и основы его возделывания (в трех томах) - т.1.-София, Болгария Академия.-1981.-с.27-52.

2. Иванченко В.И., Тимофеев Р.Г., Баранова Н.В., Рыбалко Е.А. Оценкаэкологических условий размещения виноградных насаждений в ГП АФ « Магарач» Бахчисарайского района АР Крым // Виноградарство и ви-ноделие. – 2009. – №4. – С.8 – 9.

3. Принципы и методы оптимизации размещения виноградных насаждений (методические указания для проведения исследований). – Ялта, 1991. -130 с.

4. Рекомендации 575/46.00334830.002-94 "Оптимизация размещения вино-градных насаждений в Крыму" ИВиВ "Магарач". – Ялта, 1993. – 70 с.

5. Турманидзе Т.И. Климат и урожай винограда. – Л.: Гидрометеоиздат. 1981. – 224с.