Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Нейтральный баланс деградации земель (НБДЗ) – новейшая глобальная концепция ООН, ставящая цель прекратить деградацию земель на планете через объединенные усилия отдельных стран, реализуемые через их обязательства в рамках Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием (КБО ООН). В 2018 году основные работы по Проекту были посвящены задачам адаптации для условий России методики КБО ООН, предложенной для установления целей достижения НБДЗ. С этой целью работа в первый год исследований была разделена на несколько частей: (а) адаптация подходов и понятийного аппарата концепции НБДЗ для России; (б) тестирование способов оценки деградации земель и данных глобальных информационных ресурсов по трем основным индикаторам НБДЗ (динамика наземного покрова (НП), динамика продуктивности земель (ДП), динамика запасов почвенного органического углерода (ПОВ)) для разных территорий России с учетом географического разнообразия, типов природных и антропогенных изменений, масштаба рассмотрения проблемы; (в) оценка углеродного баланса и эмиссии CO2 в модельных ландшафтах. Исследования по всем указанным направлениям включали проведение полевых изысканий в разных регионах России в формате как маршрутных, так и стационарных работ. В частности, системные полевые исследования проводились на модельных объектах в Новгородской области (Валдай), Курской области (Курская биосферная станция ИГ РАН и Центральный черноземный заповедник), Ростовской области (Матвеево-Курганский район), и Волгоградской области (Приэльтонье), а также описаны одиночные полевые объекты в Горном Алтае (Катунский биосферный заповедник и Катон-Карагайский национальный парк); Оренбургской области (Сырты и г. Корсак-Бас); на Северном Кавказе (Приэльбрусье, район КМВ, Кавказский биосферный заповедник); Республике Калмыкия (Комсомольский район, заповедник «Черные земли»); Астраханской области (Богдинско-Баскунчакский заповедник и зона сотрудничества). Значительное внимание уделено составлению разнообразных картографических материалов (в основном составленных на основе дешифрирования космических снимков), отражающих динамику базовых показателей НБДЗ для территорий разного масштаба: Россия в целом, крупные регионы (Центральное Нечерноземье, Юг России), отдельные субъекты Российской Федерации (всего более 20 субъектов) и соседних стран (всего 7 областей Узбекистана, Таджикистана, Кыргызстана), некоторые административные районы или иные территориальные образования (бассейны рек, лесничества) России, территории выбранных модельных объектов площадью до 200 кв. км. Основные научные результаты сводятся к следующему: Выявлено несколько основных проблем, оказывающих большое влияние на принятие решений и институциональную политику в области установления целей НБДЗ в России (i) в национальном законодательстве: неадекватная концептуализация понятия «земли» как природного объекта, неопределенность понятия «деградации земель» для иных земель, кроме сельскохозяйственных, особенно в бореальных и арктических регионах; (ii) необходимость дифференцированного подхода к установлению базовой линии НБДЗ для разных регионов страны с различными причинами и тенденциями деградации, выявленными на обширной территории; (iii) важность оценки накопленных рисков деградации в качестве основы для формулирования приоритетов в иерархии откликов НБДЗ; (iv) важность дифференцированного подхода для выбора временн’ых интервалов для определения базовой линии НБДЗ с учетом долгосрочных природных и социально-экономических процессов. Эти обстоятельства определяют следующие задачи, необходимые для достижения целей НБДЗ, которые будут рассмотрены в ходе выполнения Проекта: (i) зонирование территории страны в соответствии с классификацией адекватных компенсационных механизмов в различных природных и социально- экономических условиях; (ii) рассмотрение роли естественных процессов восстановления при установлении целей в природных и управляемых системах. Подготовлен и издан терминологический словарь-справочник, содержащий более 600 словарных статей и определений по четырем основным категориям: международная терминология в области деградации земель и опустынивания, включая понятия, относящиеся к развитию концепции НБДЗ, индикаторам НБДЗ; терминология в области устойчивого землепользования и адаптации к изменениям климата; понятия, описывающие процессы, типы и формы деградации земель; терминология, отражающая основные мероприятия по устойчивому землепользованию, борьбе с деградацией земель и предупреждению негативных процессов в области использования земельных ресурсов. Рассмотрены возможности использования государственного мониторинга земель России для оценки НБДЗ, на основании чего предложена матрица соответствия индикаторов Повестки дня – 2030 в области землепользования и национальной системы земельного мониторинга. Обосновано предложение использовать глобальные индикаторы НП, ДП, ПОВ в сложившейся национальной системе учета в качестве общих ориентиров и для контроля объективности данных, получаемых традиционными методами. Получена обширная серия картографических материалов, отражающих динамику изменения индикаторов НБДЗ на объектах исследования разного масштабного уровня. С их помощью установлено, что достоверность данных по индикаторам НБДЗ, рекомендуемых для использования на основании глобальных баз данных, в недостаточной степени отражают специфику России и разнообразие проявлений деградации земель. Исследованиями на объектах, использованных для валидации результатов тематического дешифрирования, показано, что совпадение данных дистанционного зондирования с наземными наблюдениями составляет: по НП на 70-80%, по ДП – на 40-50% в степной зоне и 70-80% в лесной зоне, по ПОВ – не более чем на 25%. Вместе с тем, анализ картографических материалов, подготовленных для выбранных пилотных регионов показал, что использование глобальных баз данных может объективно оказать существенную помощь при выявлении трендов землепользования, однако на субнациональном уровне недостаточно использовать только 6 агрегированных классов НП, важных для глобального учёта. Лучший результат для нескольких пилотных регионов Юга России был получен при использовании всех 37 классов наземного покрова, и выявленные переходы были сгруппированы в 19 типов, отражающих общие тенденции изменений различных классов наземного покрова. Итоговое представление динамики НП позволило учесть процессы деградации земель в семиаридных регионах РФ, максимально полно отразить изменения структуры и режимов использования сельскохозяйственных земель, в частности господствующих по площади неорошаемых и орошаемых пашен, земель под травянистой растительностью как естественных кормовых угодий. Тренды в изменении землепользования и продуктивности выявлены также для Центрального Нечерноземья. Валидация данных по динамике ПОВ, проведённая для территорий Ростовской области и Ставропольского края, показала, что данные SoilGrids при сохранении общих закономерностей пространственной дифференциации оказываются в 1,5–2 раза занижены относительно факта, и абсолютно нерелевантны в отношении регионов, сильно нарушенных добычей ископаемых, эрозией, или в пределах городской черты. Проведена оценка показателей НБДЗ с использованием рамочной методологии КБО ООН для ряда областей России и соседних стран. Инновационный характер полученных результатов заключается в том, что впервые с помощью основных индикаторов НБДЗ проведено оценочное картографирование деградации земель для ряда областей и республик на основе единой методологии, что позволяет применять полученные результаты в сфере государственной и региональной политики в области рационального использования земельных ресурсов. Для России характерно чрезвычайное разнообразие текущего состояния и динамики показателей НБДЗ, что не позволяет однозначно интерпретировать показатели НБДЗ, рассчитываемые для страны в целом. Для стран Евразийского региона с более однородными географическими условиями это обстоятельство является менее критичным. Наибольшей степенью деградации земель характеризуются засушливые пустынные, полупустынные и сухостепные территории, вплоть до формирования «горячих точек», требующих особого внимания для обеспечения продовольственной безопасности и снятия экологической и социальной напряженности. Наибольшее значение для оценки деградации земель имеют индикатор ДП, определяемый с помощью NDVI (нормализованного вегетационного индекса). Изменения наземного покрова имеют большое значение для урбанизированных и индустриальных областей. Для земледельческих областей стран Центральной Азии характерна высокая доля стабильных в отношении деградации земель территорий, тогда как для России, особенно для северных регионов, характерно «улучшение» земель, преимущественно за счет зарастания лесом. С использованием методов газометрии установлено, что почвенные факторы оказывают существенное влияние как на средний за год уровень эмиссии СО2 из почв, так и на вариабельность этого важного экосистемного индикатора. Максимальные величины почвенной эмиссии СО2 демонстрируют растительные сообщества, находящиеся на промежуточных стадиях восстановительных сукцессий: лесостепные экотоны и зарастающие кустарником и лесом залежи. Имитационное моделирование с помощью модели DNDC показало, что агроценозы основных культур выступают как поглотители углерода из атмосферы, однако в конце сезона происходит отчуждение фитомассы, и общий годовой баланс почти во всех агроценозах сводится к потере углерода из почвы, если не будет компенсирован за счет органических удобрений. Это позволяет считать, что достижение НБДЗ в традиционных севооборотах не достигается, в отличие от залежных земель, особенно зарастающих древесной и кустарниковой растительностью. Для сложившегося природно-антропогенного ландшафта, включающего как пашни, так и сохранившиеся леса и лесостепные участки, С-баланс будет в дальнейшем больше зависеть от климата. Согласно построенным моделям, наиболее вероятным прогнозом при сохранении характера землепользования в черноземной лесостепной подзоне почвенная эмиссия СО2 вероятнее будет усиливаться, но при этом нетто-сток С станет также несколько выше, или будет оставаться на прежнем уровне. В перестойных еловых лесах прогрессирующий распад елового древостоя в результате потепления климата в последнее десятилетие может почти на 20% увеличить общее выделение газа. Заложена веб-страница проекта в Интернете, которая будет пополняться информацией по мере появления результатов: http://desertification.igras.ru/деятельность/project/нейтральный-баланс-деградации-земел/

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В отчетный период была продолжена работа по развитию главной гипотезы проекта – что комплексный критерий достижения нейтрального баланса деградации земель (НБДЗ) может служить для идентификации эффективных практик устойчивого землепользования (УЗП) и адаптации к изменениям климата (АИК). Комплекс результатов работы над задачами по разработке типологии воздействий и основных движущих сил деградации земель, прямых и косвенных причин деградации, откликов деградационных процессов и явлений, индикаторов соответствующих процессов, в отчетный период удалось реализовать в формате «Методических рекомендаций для диагностики эффективных практик УЗП и АИК». Разработанные рекомендации базируются на (1) предложенной по результатам анализа универсальной формулировке понятия «деградация земель» - множество антропогенных процессов, которые приводят к сокращению или утрате биоразнообразия, экосистемных функций или услуг в любых наземных и связанных с ними водных экосистемах; деградированными землями называется состояние земель, которое является результатом устойчивого снижения или потери биоразнообразия и экосистемных функций и услуг, которые не могут полностью восстановиться без посторонней помощи в течение жизни одного поколения; (2) выдвинутом теоретическом положении о том, что ключевой целью УЗП является ликвидация определенных негативных качеств, свойств, характеристик и прекращение действия процессов негативного характера в наземных системах, то есть достижение устойчивости – состояния баланса, когда качество земель и предоставляемые ими экосистемные услуги как минимум не ухудшаются или происходит улучшение/восстановление экосистем природных и природно-антропогенных систем. Показано, что в этом понимании УЗП становится созвучно понятию НБДЗ, а критерием отнесения объектов землепользования к устойчивым становится «достижение согласованных целей предоставления экологических, экономических и социальных возможностей на благо нынешнего и будущих поколений при сохранении и повышении качества земель и ее компонентов (почвы, воды и воздуха)». Эта методологическая основа послужила для разработки структуры и формата описаний объектов исследований в едином ключе - так называемых «чек-листов», которые включают (1) общие сведения об объекте; (2) природные и социально-экономические условия объекта, создающие предпосылки рисков и преимуществ (природные и природно-антропогенные явления, природные и природно-антропогенные процессы связанные с деградацией земель, природные и природно-антропогенные долговременные тренды, социально-экономические условия, способствующие развитию процессов деградации земель); (3) показатели оценки НБДЗ, при этом для уточнения полученных результатов рассматриваются показатели, характеризующие локальные динамические процессы и динамические явления, которые могут влиять на деградацию земель; (4) показатели, характеризующие подходы к определению типов модельных УЗП; (5) показатели для оценки возможностей адаптации к изменениям климата; (6) показатели, характеризующие реализуемые в границах объекта мероприятия по борьбе и профилактике деградации земель и рекомендуемые экспертом к применению практики землепользования. Проведено описание для всех модельных объектов проекта (более 25 объектов). Предварительный аналитический скрининг составленной на их основе базы данных подтвердил возможность использования концепции НБДЗ как основной методики оценки устойчивости землепользования и показал правильность подхода, предложенного для определения типа моделей землепользования на основе экспертной оценки их природного или природно-антропогенного потенциала. Продемонстрировано, что с помощью чек-листов и их анализа могут быть показаны преимущества моделей землепользования: нулевой обработки почв на объекте «Самара» и несплошных рубок (или сплошных с последующим лесовосстановлением) на объекте «Коми». При разработке методов описания объектов землепользования в контексте параметров НБДЗ были детально изучены достоинства и ограничения использования на разном уровне (федеральном, региональном и местном) многообразных индикаторов «деградации» для сельскохозяйственных и лесных земель и их соответствия глобальным индикаторам НБДЗ, предлагаемых в качестве международного универсального инструмента для установления доли деградированных земель на определенной территории. В результате в методику оценки УЗП по показателям НБДЗ дополнительно рекомендовано включать (с учетом региональной специфики): показатели частоты засух, водообеспеченности (для засушливых регионов), загрязнения земель (для территорий с высоким уровнем антропогенной нагрузки), запаса древесины и динамики неблагоприятных процессов, например, пожаров (для бореальных регионов), направления природных эволюционных процессов, показатели биологического разнообразия, и др. При этом, кроме параметров состояния природной среды, важное значение приобретают социально-экономические условия и процессы, включая оценку используемых технологий и квалификации персонала. Таким образом, работа над совершенствованием методики описания объектов становится неотъемлемой частью развития концепции НБДЗ, что может служить одной из самостоятельных задач в рамках продолжения данного проекта или отдельного будущего проекта. Обосновано понятие «объект» в контексте оценки НБДЗ. Если на региональном уровне рекомендовано рассматривать в качестве таких объектов субъекты РФ в своих административных границах; то на местном уровне «объектом для оценки НБДЗ» и составными части объекта, могут являться входящие в его состав участки, однородные по определенному признаку: например, виду угодий (сельскохозяйственные поля, акватории, участки лесной растительности, застройки, и др.); возделываемой культуре; типу землепользования (с учетом особенностей технологий обработки почв, орошаемые или осушаемые земли и др.). Для регионального уровня для ВСЕХ субъектов РФ проведен расчет индикаторов НБДЗ с использованием методики Trend.Earth, в результате чего дана сравнительная характеристика регионов России по глобальным показателям деградации земель. Составлены сравнительные таблицы, демонстрирующие степень и характер деградационных явлений для всех субъектов РФ и федеральных округов. Если для России в целом расчет по Trend.Earth показывает 12,3% деградированных земель в качестве базовой линии для дальнейших расчетов, усредненной за период 2001-2015 гг., то диапазон варьирования по субъектам федерации составляет от 67% до менее 1%. Восемь субъектов федерации с долей земель, ухудшенных за период 2001-2015 гг., менее 2%, и высокой долей стабильных и улучшенных земель, могут считаться достигшими состояния НБДЗ. В качестве промежуточного этапа достижения НБДЗ и для оценки эффективности земельной политики и практики в пределах определенной территориальной единицы предложено использовать показатель «Индекс НБДЗ», представляющий разницу между долями улучшенных и ухудшенных земель в заданный период исследования. Показано, что для РФ в целом Индекс НБДЗ составляет в среднем 25,7%, а для отдельных регионов он колеблется в широком диапазоне от -57 до 96%. К наиболее «горячим» точкам в России по данному индексу относятся территории, расположенные в Южном ФО и южной части Приволжкого ФО. Эти результаты следует рассматривать как предварительные, которые будут в дальнейшем скорректированы в соответствии с обновленными матрицами «положительных» и «отрицательных» изменений с учетом региональных особенностей. Корректировка таких матриц для модельных объектов проекта, расположенных в степных и бореальных регионах («Самара», «Курск», «Коми», «Ростов») проведена на основе исследований фондовых и литературных материалов, подкрепленных собственными полевыми изысканиями и материалами дешифрирования космических снимков. Для степных регионов показано, что расчеты НБДЗ и доли деградированных земель после корректировки могут различаться на 5-12%. Предполагается, что при использовании альтернативных индикаторов НБДЗ (соответствующие расчеты запланированы на 2020 год) корректировка может составить большую величину. На примере нескольких областей России и на модельных объектах проанализированы причины расхождений результатов анализа индикаторов НБДЗ, связанные с масштабными уровнями рассмотрения проблемы. С целью повышения точности анализа на региональном и местном уровне проведено исследование возможности использования космических снимков более детального разрешения. С помощью специально разработанной оригинальной методики нейросетевого анализа серии космических снимков Ландсат и композитов из результатов их тематического дешифрирования построены карто-схемы динамики наземного покрова, с точностью, превышающей в 100 раз точность результатов, получаемых с помощью базового модуля Trend.Earth. Эти результаты, полученные впервые в мировой практике, позволили провести анализ территориальной организации на указанных объектах в динамике, а также с учетом скорректированных матриц переходов типов наземного покрова. Выявлено в частности, что при общих сходствах (высокая доля «стабильного» покрова, относительно однотипные переходы между типами «пашня», «молодой лес», «старый лес», «травянистые сообщества»), на участках с применением инновационных технологий (прямой посев, зашита почв от эрозии), доля стабильных земель существенно выше (90%) против 68-79% для прочих участков. Прямыми полевыми измерениями эмиссии CO2 и с помощью моделирования углеродного баланса на модельных объектах окончательно подтверждены предварительные выводы прошлого года о том, что используемые в Trend.Earth глобальные базы данных по показателю динамики запасов почвенного органического углерода отличается крайне низкой точностью. Учет динамики углерода в качестве показателя деградации земель должен быть более сложным и учитывать мультимодальный подход, суть которого заключается в совместном использовании имитационных моделей и статистических методов, позволяющих проанализировать динамику целевого показателя в агроэкосистемах. Без прямых трудоемких измерений и последующего картографирования в крупном масштабе или как минимум – картографических и динамических моделей, подтвержденных полевыми измерениями, эти данные зачастую вводят в заблуждение и не могут быть использованы для государственной отчетности. Показано, что с учетом региональных особенностей, этот показатель может быть заменен на индикаторы эрозии почв, увлажнения почв, биологического разнообразия и другие. С этой целью для модельной территории «Курск» с помощью дистанционных методов и материалов ДЗЗ высокого разрешения были разработаны подходы к комплексной оценке эрозионной опасности и эрозионного состояния земель с построением соответствующих карто-схем. Рассмотрены проблемы установления «базовой линии» для расчетов НБДЗ на местном уровне. Установлено, что подходы к установлению БЛ НБДЗ на региональном и местном уровнях должны учитывать природно-географическое и социально-экономическое разнообразие регионов, а рекомендуемый КБО ООН 15-летний период в целом представляется допустимым для проведения только обзорных межстрановых и межрегиональных сравнений. Период для расчета БЛ рекомендуется корректировать с учетом «характерных времен» изменений ключевых дополнительных индикаторов (например, сроков самовосстановления экосистем, протекания и завершения почвенных процессов, растительных сукцессий, и т.д.) исходя из анализа комплекса природно-хозяйственных факторов, характеризующих особенности природопользования (землепользования) оцениваемого участка. Для демонстрации эффективности практик УЗП может использоваться период в 5-10 лет, для анализа природного потенциала большинства сельскохозяйственных земель, испытавших циклы забрасывания и восстановления – не менее 30 лет, для лесных земель периоды для БЛ могут быть связаны с «переводом в покрытую лесом площадь по хозяйственно ценным породам" – 10-20 лет в зависимости от активности лесовосстановительных мероприятий, оборотом рубки - 80-100 лет, или циклом восстановления биоразнообразия после сплошных рубок или катастрофических пожаров - 160-200 лет, в зависимости от климатических условий. Использование фоновых ландшафтов (например ООПТ) в качестве БЛ затруднительно из-за их разнонаправленной природной динамики и долговременных трендов развития. Возможности такого подхода требуют дополнительного исследования. Исследования проблем установления БЛ и использования различных индикаторов НБДЗ на модельных объектах показало, что при использовании только базовых глобальных индикаторов НБДЗ на уровне отдельных хозяйств можно сделать ошибочный вывод о деградации земель (лесов или сельскохозяйственных угодий). Показано, что деградация лесных земель связана с нарушением цикла природной динамики лесных экосистем вследствие массированных рубок и лесных пожаров, которые приводят к снижению биологического разнообразия, устойчивости, породно-возрастной структуры лесов и другим обратимым и необратимым изменениям. В освоенных сельскохозяйственных регионах деградация связана с утратой природного потенциала продуктивности почв и ландшафтов, сложным наложением циклов забрасывания-восстановления, способами поддержания плодородия. В этой связи в качестве альтернативного для установления НБДЗ предложено рассматривать другой подход, основанный на анализе типов ландшафтной динамики (лесных и сельскохозяйственных систем). На примере среднетаежных ландшафтов исследованы 1) Еловая беспожарная динамика, 2) Сосновая пожарная динамика, 3) Территории на заболоченных почвах (сосняки на торфяниках), 4) Территории с пожарной динамикой со сменой пород (сосново-еловая и лиственно-еловая) и соответствующие индикаторы деградации. Для лесостепных и степных земель в зоне сельскохозяйственного освоения динамика ландшафтов несколько сложнее и связана с комплексом аппликаций современных антропогенных и природных голоценов процессов и эволюционных трендов, часто возвратных и испытывающих триггерные эффекты. В ходе исследований продемонстрировано, что например, интегральный показатель оценки деградации лесов на уровне лесничества может быть рассчитан с помощью балльной оценки с учетом веса каждого из индикаторов применительно к типам динамики лесных ландшафтов (матрица воздействия). Результаты работ в этом направлении будут представлены и верифицированы в 2020 году. Многие из полученных результатов внедрены в учебный процесс в МГУ имени М.В.Ломоносова и других вузах страны, направлены в органы федеральной власти.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках первого направления и задачи 11 – «Разработка модулей для алгоритмов распознавания устойчивого землепользования…» с использованием данных, полученных на ключевых участках за 2018-2019 годы и новых материалов по результатам обработки дополнительных наборов космических снимков среднего и низкого разрешения за 1998 -2019 гг. проводили уточнение индикаторов нейтрального баланса деградации земель (НБДЗ) для разных масштабных уровней – от локального до уровня субъектов федерации и отдельных регионов. В частности, была обоснована роль таких дополнительных индикаторов как эрозия почв, показатели почвенного увлажнения и уплотнения, показатели состояния лесных земель, расположенных в разных природных зонах России, включая оценку динамических рядов изменений. Кроме циклической динамики лесных экосистем, при которой леса испытывают восстановительную динамику после 15 летнего стрессового периода, предложено также выделять ряды нециклической динамики, при которой происходят полное или частичное необратимое обезлесение, условно-обратимое изменение лесов (при прекращении постоянно действующего антропогенного воздействия), варианты негативной динамики / трансформации лесных экосистем. Обоснован индикатор и понятие “Нейтральный баланс эрозии почв” и показана его разнонаправленность на уровне крупных регионов РФ. Уровень биологического разнообразия предложено использовать в качестве дополнительного индикатора для лесных земель. Для уточнения алгоритмов оценки НБДЗ проводилось уточнение способов установления базовой линии. Разработана система динамических (по группам: нормативные и базовые) и целевых (по группам: землепользование, почвы, экосистемы, загрязнение) индикаторов для оценки «базовой линии». Показано, что в ряде случаев более эффективным может быть использование интегральных качественных показателей фоновых (например охраняемых природных территорий) или модельных объектов для оценки сравнительной динамики (целевые показатели), взамен усреднения среднемноголетней динамики индикаторов НБДЗ (динамические показатели). Представлены рекомендации по возможной величине базового периода в зависимости от видов земельных угодий и характера их использования с учетом российских национальных регламентов государственного мониторинга земель. Для лесных земель базовый период является многоступенчатым и определяется в зависимости от инерционности основных показателей и климатических условий от 10-15 лет до 200 и более. В отчетном году были организованы также дополнительные исследования по материалам, собранным в предыдущий период – для тундровых экосистем на севере Западной Сибири и для бассейна р. Клязьма во Владимирской области. Постановка первой задачи была связана с важностью включения оценок НБДЗ для тундровых систем и их постпирогенной динамики, что проводится впервые в мировой практике с использованием космических снимков среднего и высокого разрешения, а постановка второй задачи – с попыткой оценки динамики продуктивности как индикатора НБДЗ для водосборных бассейнов. С учетом этих данных одновременно проводили комплексный анализ так называемых «передовых» и иных практик землепользования, задокументированных в открытых источниках (научной литературе, базах данных, тематических обзорах, и т.п., включая материалы международной платформы по природосберегающим подходам и технологиям WOCAT. Целью такого анализа, основанного в первую очередь на проверке главной рабочей гипотезы проекта о том, что достижение НБДЗ может служить критерием для отнесения для отнесения практики землепользования к числу устойчивых, была разработка типологии моделей землепользования путем объединения проанализированных примеров в определенные кластеры, отличающиеся по устойчивости как во времени, так и к внешним антропогенным воздействиям, а также к изменениям природной среды и климата. Сформулированы подходы к типологии объектов землепользования и описана иерархия практик землепользования с использованием концепции нейтрального баланса деградации земель. Это позволило выявить четыре класса и 15 основных типов землепользования для разных масштабных уровней. Их оценка по индикаторам НБДЗ показала, что три класса (9 типов землепользования) характеризуют модели устойчивого землепользования, а четвертый класс (6 типов) объединяет практики, которые нельзя признать устойчивыми. Выявлены основные характеристики 13 наиболее распространенных видов землепользования для условий РФ и проведена оценка их устойчивости в целях достижения НБДЗ. Показано, что достижение НБДЗ, тем не менее, не всегда может быть положено в основу диагностики «устойчивого землепользования». В рамках второго направления и задачи 12 – «Разработка подходов к повышению точности картографического отражения НБДЗ…» была проведена серия исследований с использованием космических снимков разного разрешения и направленных на создание различных картографических материалов с помощью ГИС-методов. Для повышения точности результатов оценки НБДЗ по глобальным индикаторам динамики деградации земель и изменениям почвенного органического углерода проводили последовательную корректировку матриц распознавания «положительных» и «отрицательных» переходов типов землепользования и сопряженный анализ получаемых результатов. Было установлено, что для оценок локального уровня, особенно в случае увеличения числа отображаемых классов типов земель и их взаимных переходов в пределах одной территории, использование единых матриц приводит к ошибкам в интерпретации деградационных процессов. На ключевых объектах показано, что для сельскохозяйственных ландшафтов, особенно в случае периодического зарастания пашни многолетними травами, кустарниками и древесной растительностью, оценку НБДЗ следует проводить по индивидуальным маскам границ пашни и лесов, устанавливаемым на основании карт соответствующих категорий земель. Такой алгоритм использования подходов НБДЗ с использованием принципов Trend.Earth предложено назвать подходом с «обучаемыми» матрицами. Расчеты площади деградированных и улучшенных земель с использованием разных матриц показывают существенные различия – разница в площадях деградированных земель достигает 2 и более процентов в сторону увеличения на «обученной» карте, а структура изображения на «обученных» картах отличается большей мелкоконтурностью и мозаичностью. Для лесных территорий с целью повышения детальности положительных и отрицательных трендов динамики лесов также предложено анализировать тренды изменений после проведения территориальной дифференциации по критериям зональности/интразональности, наличию трендов/процессов, категориям землепользования. Полученные на основе использования различных матриц распознавания картографические материалы вошли в состав разных опубликованных статей в качестве иллюстрации результатов по адаптации методов распознавания индикаторов НБДЗ для оценки деградации земель на локальном уровне (исследовались такие объекты как ключевые участки «Орловка» и «Самарская Лука» в Самарской области, «Надымская Обь» в Ямало-Ненецком автономном округе, «Курск» в Курской области в окрестностях Курской биосферной станции ИГ РАН и Центрального черноземного биосферного заповедника, «Прилузье» в Ношульском лесничестве, Республика Коми, «Кубань» в АО Кубань Краснодарского края, «Матвеев Курган» в Ростовской области). В рамках данного направления, помимо конкретных карт, получены следующие наиболее важные результаты - С повышением степени разрешения используемых снимков в большинстве случаев следует увеличивается числа классов наземного покрова и мозаичности отображаемых структур. Увеличение числа классов закономерно вызывает многократное увеличение числа переходов этих классов, диагностируемое при анализе динамики наземного покрова. - Использование снимков Ландсат в десятки раз повышает картографическую точность оценки границ территорий с разными типами землепользования по сравнению с базовой международной методикой Trend.Earth, однако снижает точность оценки динамики наземного покрова по причине меньшего числа достоверных данных за сезон. Для повышения точности оценки межгодовой динамики основных индикаторов НБДЗ эффективно использовать мультивременные композиты обработанных тематических изображений. - Для составления синтетических карт оценки деградации земель с использованием дополнительных индикаторов можно использовать два подхода – картографический и аналитический. При первом подходе используется наложение различных тематических слоев на базовую карту, а при втором – составление комплексных многофакторных матриц, и нанесение на итоговую карту результатов анализа этих матриц (примеры реализованы для модельных объектов) - Сравнительный анализ карт динамики наземного покрова модельных объектов показал, что авторские модифицированные методики картографирования и оценки изменений дают более взвешенную оценку для исследуемых территорий в целом, чем оценка, полученная с использованием базовых международных методик, рассчитанных на глобальные оценки. В рамках третьего направления и задачи 13 в отчетном году были продолжены как полевые работы по исследованию баланса углерода, так и моделирование и аналитические исследования, а также построение соответствующих картограмм углеродного баланса. Целью этих исследований было установить возможности и ограничения использования для НБДЗ альтернативного индикатора углеродного баланса, рассчитываемого разными методами, взамен трудоемкого индикатора динамики запасов углерода. В результате доказана применимость рассчитанной по данным космических снимков функции рельефа для прогноза содержания углерода и других биогенных характеристик пахотных черноземов. Обнаружены слабо-средние по силе значимые связи между степенью уклона и эрозионной опасностью, что выражается в снижении содержания ведущих биогенных элементов и соединений (воды, углерода и азота), а также в снижении активности и присутствия микробиоты почвы. Подтверждена необходимость использования нескольких углеродных моделей и калькуляторов для оценки компонентов нетто-баланса углерода. Разработанный подход применен для оценки эмиссии СО2 из почвы и углеродного следа от растениеводства. Продемонстрировано, что показатели удельных величин углеродного баланса являются для стратегии компенсационных мероприятий наиболее информативными. Показано, что с помощью инструмента Ex-ACT возможно создавать типологии или классификации мероприятий землепользования для сохранения углеродного баланса. Углеродный нетто-баланс территории, описываемый как с помощью моделирования с использованием расчетных величин, так и с помощью натурных наблюдений, можно рекомендовать как самостоятельный индикатор НБДЗ, который может заменить собой показатель запасов углерода в почве. С учетом этого подхода на примере ключевых участков показаны возможности составления комплексных картограмм деградации земель путем интеграции моделей С-баланса в ГИС-приложение. За отчетный период полученные результаты были доложены на 8 научных конференциях и опубликованы в 17 научных статьях. По результатам исследований готовятся к публикации в 2021 году еще 4 статьи и 1 монография.