Remote sensing-based assessments of land use, soil and vegetation status, crop production and water use in irrigation systems of the Aral Sea Basin. A review

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 11:53, 31 Ιανουαρίου 2021

Εικόνα 1. Η λεκάνη απορροής της Aral στην Κεντρική Ασία και οι κατανομή των αρδευόμενων καλλιεργήσιμων εκτάσεων, πηγή: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2468312420300201?token=EBCB57D3FD3EC265674601151D8FEEF45E4DFE26D9F3134F8C9A95422D050D30554E9B00E5D77DCA2457668AB44CCEFB

Εικόνα 2. Απεικόνιση των καλλιεργειών μέσω των δεδομένων από τη βάση MODIS ενσωματωμένη στο WUEMoCA, πηγή: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2468312420300201?token=EBCB57D3FD3EC265674601151D8FEEF45E4DFE26D9F3134F8C9A95422D050D30554E9B00E5D77DCA2457668AB44CCEFB

Εικόνα 3. Περιφερειακή, εποχική εξατμισοδιαπνοή στη λεκάνη απορροής ABS ΤΟ 2011 (δεδομένα από το WUEMoCA, πηγή: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2468312420300201?token=EBCB57D3FD3EC265674601151D8FEEF45E4DFE26D9F3134F8C9A95422D050D30554E9B00E5D77DCA2457668AB44CCEFB

Πρωτότυπος τίτλος: Remote sensing-based assessments of land use, soil and vegetation status,crop production and water use in irrigation systems of the Aral Sea Basin. A review

Συγγραφείς: Christopher Conrad, Muhammad Usman, Lucia Morper-Busch, Sarah Schonbrodt-Stitt

Πηγή: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2468312420300201?token=EBCB57D3FD3EC265674601151D8FEEF45E4DFE26D9F3134F8C9A95422D050D30554E9B00E5D77DCA2457668AB44CCEFB

Η παρούσα μελέτη αναλύει μέσω μεθόδων τηλεπισκόπησης τις πιθανές βελτιώσεις που μπορούν να εφαρμοστούν στη διαχείρηση του νερού άρδευσης της γης στη λεκάνη απορροής της Aral (ASB) (εικ.1). Καθώς από το 1991 έξι πολιτείες κάνουν εντατικές αρδεύσεις στην υπό μελέτη περιοχή. Αυτού του είδους η εκτεταμένη αρδευόμενη γεωργία έχει ως αποτέλεσμα την υψηλή κατανάλωση του νερού, την αναποτελεσματική διαχείρισή του και τη δημιουργία δυσλειτουργικών υποδομών άρδευσης και αποχέτευσης. Αλλά το κυριότερο πρόβλημα είναι η εκτεταμένη υποβάθμιση του εδάφους (π.χ. αλάτωση του εδάφους). Όσον αφορά τις έρευνες που έχουν ήδη γίνει από το 2008 έως το 2019 πραγματοποιήθηκαν 49 μελέτες οι οποίες είχαν ως αντικείμενο τις χρήσεις γης, τα εδάφη, τη βλάστηση, την παραγωγή καλλιεργειών και τη χρήση νερού άρδευσης στην περιοχή. Μέσω της παρούσας έρευνας διαπιστώθηκε ότι υπάρχει αυξημένη διαφοροποίηση της γεωργικής παραγωγής στο πέρασμα των ετών, χωροχρονικά πρότυπα υποβάθμισης της γης καθώς και επιπτώσεις της ποικίλη διαθεσιμότητα νερού στις καλλιέργειες. Μέσω της μοντελοποίησης των αποδόσεων των καλλιεργειών και της εξατμισοδιαπνοής μεταξύ των διαφορετικών επαρχιών στη λεκάνη της Aral, διαπιστώθηκε ότι υπάρχει μέτρια παραγωγικότητα του νερού. Έτσι με τη χρήση διάφορων διαδυκτιακών εργαλείων όπως το WUEMoCA παρέχονται πληροφορίες για την περιοχή.

Το ASB ανήκει σε πολλά κράτη όπως το Τατζικιστάν, Τουρκμενιστάν, Ουζμπακισταν, Κιργιστάν, Καζαστάν, Αφγανιστάν και στο Ιράν. Το κλίμα που επικρατεί είναι ηπειρωτικό με υψηλή ακτινοβολία και χαμηλή υγρασία. Οι περισσότερες βροχοπτώσεις εμφανίζονται κατά κύριο λόγο στις ορεινές ανατολικές περιοχές, όπου και δημιουργείται το κύριο μέρος της απορροής. Αντίθετα στο δυτικό κομμάτι παρουσιάζεται ερημοποίηση λόγω των χαμηλών ποσοστών βροχόπτωσης.

Στα πλαίσια της έρευνας δημιουργήθηκαν τέσσερεις διαφορετικές κλίμακες μελέτης με βάση της δημοσιεύσεις οι οποίες υπάρχουν για την περιοχή. Οι κλίμακες αυτές είναι: σε επίπεδο αγροκτήματος, αρδευόμενες περιοχές που καταλαμβάνουν έκταση από 20.000 εκτάρια έως 100.000 εκτάρια, εθνικό επίπεδο και περιφερειακό επίπεδο. Οι περισσότερες από τις μελέτες είχαν λάβει δεδομένα εκτός από τους δορυφόρους και in situ ούτως ώστε να συγκρίνουν τα αποτελέσματα.

Εκτός από τη βιβλιογραφική έρευνα πραγματοποιήθηκαν και αναλύσεις μέσω τηλεπισκόπησης, οι οποίες επέτρεψαν την παρακολούθηση της ανάπτυξης του γεωργικού συστήματος στο ASB κυρίως μετά το 1991. Με βάση τα αποτελέσματα διαπιστώθηκε ότι υπάρχει μείωση των αρδευόμενων καλλιεργήσιμων εκτάσεων μεταξύ του 1990 και 2000, δηλαδή την περίοδο του μετασχηματισμού μετά τη διάλυση της Σοβιετικής Ένωσης. Αντίθετα στο χρονικό διάστημα 2000 με 2016 σημειώνεται μεγάλη αύξησή τους. Ωστόσο τα ποσοστά των αρδευόμενων εκτάσεων ποικίλουν μεταξύ των αρδευτικών ζωνών από το 2000 μέχρι το 2012 από τη μία υπάρχουν περιοχές που υπάρχουν συγκομιδές ακόμη και δύο φορές το χρόνο ενώ είναι και άλλες περιοχές στις οποίες υπάρχει εγκατάλειψη της γης ή πολύ χαμηλή χρήση. Όσον αφορά τα είδη των καλλιεργειών έχουν καταγραφεί αρκετές μονοκαλλιέργειες ή με εναλλαγή καλλιέργειες βαμβακιού και καλλιέργειες ρυζιού καθώς και σιταριού. Η δευτερογενής αλάτωση λόγω των εκτεταμένων αρδεύσεων αποτελεί την κύρια αιτία υποβάθμισης μεγάλου μέρους της λεκάνης.

Μέσω της μοντελοποίησης της αλατότητας του εδάφους διαμορφώθηκε το συμπέρασμα ότι η υποβάθμιση αρκετών καλλιεργήσιμων εκτάσεων οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην υποβάθμιση του εδάφους. Και αυτό διότι τα επίπεδα της αλατότητας των υπόγειων υδάτων και η αλατότητα του εδάφους ελέγχονται από τη βλάστηση και μειώνονται με την πάροδο του χρόνου. Προκειμένου να προσδιοριστεί η κατανάλωση του νερού που πραγματοποιείται μέσω της άρδευσης διαμορφώθηκε χωρικό πλέγμα 5km x 5 km (εικ.3). Για την εξακρίβωση των στοιχείων χρησιμοποιήθηκε το WUEMoCA ως όργανο υποστήριξης ούτως ώστε να ψηφιοποιηθούν ευκολότερα και καλύτερα τα δεδομένα.

Eν κατακλείδι, εξαιτίας της αύξησης της ζήτησης για βιωσιμότητα της χρήσης γης και του νερού στα συστήματα άρδευσης στο ASB πραγματοποιήθηκε η παρούσα μελέτη η οποία ανέλυσε την εικόνα των αρδευόμενων συστημάτων χρήσης γης από το 2000 μέχρι σήμερα. Τα παραπάνω δεδομένα αναλύθηκαν κυρίως με χωρικές αναλύσεις μέσω εικόνων Landsat, RapidEye και MODIS). Η ενσωμάτωση των δεδομένων της έρευνας σε αξιολογήσεις απόδοσης άρδευσης σε επίπεδο συστήματος και εκμετάλλευσης μπορεί να βοηθήσει στην αναδιοργάνωση της κατανομής του νερού και στη συνέχεια στην αύξηση της αποδοτικότητας της χρήσης του. Στα πλαίσια της έρευνας χρησιμοποιήθηκε το WUEMoCA, μέσω του οποίου δόθηκαν περισσότερες και καλύτερες πληροφορίες αναγνώρισης και ανάλυσης της περιοχής. Παρ’ όλα αυτά απαιτούνται περαιτέρω μελέτες προκειμένου να διαμορφωθούν κατάλληλες στρατηγικές με στόχο την αύξηση της αποδοτικότητας της χρήσης του νερού στο ASB.