Հողածածկույթի և լանդշաֆտների մասնատման վերլուծություն՝ հիմնված ESA հողածածկույթի տվյալների վրա, 2022 թ
Լրացուցիչ նյութերը կհրապարակվեն քիչ ուշ
Հողածածկույթի մասնատումը գնահատվել է հետևյալ երեք տարբերակների համար. 1) հողի ծածկույթի բոլոր դասերը մասնատված ճանապարհներով և բնակավայրերով. 2) հողերի ծածկույթի բոլոր դասերը՝ մասնատված ճանապարհներով, բնակավայրերով և մշակաբույսերով. և 3) ծառածածկը մասնատված հողածածկույթի մյուս բոլոր դասերով: Սևանա լիճը բոլոր դեպքերում դիտարկվել է որպես հողածածկույթի բացվածք։ Բոլոր երեք տարբերակների համար նույնականացվել են առանձին բեկորներ, և կարկատման տարածքը և պարագիծ-տարածք հարաբերակցությունը (Fragstat մետրիկ PARA) հաշվարկվել են FRAGSTATS 4.3beta-ի միջոցով: [1]. Մենք վերլուծել ենք առաջին մասնատման տարբերակը՝ ըստ մարզերի և լանդշաֆտային գոտիների, երկրորդ տարբերակը՝ ըստ լանդշաֆտային գոտիների, և ծառերի ծածկույթի մասնատումն ըստ մարզերի: Գավառների և լանդշաֆտների միջև բաժանված մեծ հատվածների համար մենք համարեցինք դրանց մասերը, որոնք գտնվում են համապատասխան գավառներում կամ լանդշաֆտներում որպես առանձին հատվածներ: Հետևաբար, ամենամեծ հատվածների մեծ մասը գերազանցում է գավառներում և լանդշաֆտային գոտիներում հաշվվածը:
FRAGSTATS-ի մեկ հաշվարկը տևում է մոտավորապես 8 ժամ՝ 16 ԳԲ օպերատիվ հիշողությամբ i5-8260U պրոցեսորով աշխատելու համար:
1. Հայաստանի հողածածկույթի մասնատում
Ուսումնասիրված ֆրագմենտացման երեք տարբերակների համար կարկատան միջին մակերեսը փոխվում է տասնյակ գործակիցով (Նկար 6): Ամենամեծ միջին կարկատան տարածքը հայտնաբերվել է, երբ հողի ծածկը մասնատված է կառուցապատված տարածքներով և ճանապարհներով (6 կմ²), իսկ ամենափոքրը՝ ծառերի ծածկույթի մասնատման դեպքում (0,05 կմ²): Միջին PARA-ն շատ ավելի քիչ է փոխվում: Ամենացածր PARA արժեքը հայտնաբերվել է ծառերի ծածկույթների համար, չնայած դրանց միջին փոքր չափին, ինչը նշանակում է, որ փայտային բծերը ավելի հարթ սահման ունեն, քան ոչ փայտային բուսականությունը:
Նկար 6. Հողածածկույթի մասնատման երեք տարբերակների համար մասնատման ցուցանիշների միջին արժեքները: Ցուցանիշները ցուցադրվում են տարբեր մասշտաբներով՝ նշված համապատասխան առանցքների վրա։
ESA-ի հողածածկույթի տվյալների կողմից հայտնաբերված մշակաբույսերը 30 անգամ մասնատում են հողածածկույթը՝ համեմատած ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների հետ՝ ավելացնելով հատվածների թիվը 4,185-ից մինչև 119,292 և նվազեցնելով դրանց միջին մակերեսը 6,1 կմ²-ից մինչև 0,2 կմ²: Ամենափոքր հատվածների թիվը զգալիորեն ավելանում է, մինչդեռ ամենամեծ (>1000 կմ²) և միջին (10-100 կմ²) հատվածների թիվը նվազում է: Նվազեցված է նաև ամենամեծ հատվածների (>1000 կմ²) զբաղեցրած ընդհանուր տարածքը (Աղյուսակներ S4, S5 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Ծառածածկույթի մասնատվածությունը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան ամբողջ բնական հողածածկույթին: Միջին կարկատան չափը 0,05 կմ² է (Աղյուսակ S5 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ), որը 3,8 անգամ փոքր է, քան ճանապարհներով, կառուցապատված տարածքներով և մշակաբույսերով մասնատված բնական հողածածկույթի համար: 1000 կմ²-ից ավելի անտառային հատվածներ չկան, և միայն ինը հատվածներ են ավելի մեծ, քան 100 կմ²:
Կարկատանների բաշխումն ըստ տարածքների չափազանց անհավասար է։ Կտորների մեծ մասը շատ փոքր են՝ 0,001 կմ²-ից պակաս (Աղյուսակ S4, Նկար S2A մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Միևնույն ժամանակ, կան հարյուրավոր կամ հազարավոր քառակուսի կիլոմետր տարածքներով մի քանի խոշոր, չկոտրված հատվածներ, որոնք կազմում են ավելի քան 50% ծառածածկ և ավելի քան 90% ընդհանուր տարածքի բնական հողի ծածկույթի դասեր (Նկար 7 և Նկար S2B, Աղյուսակ S5 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Ամենամեծ հատվածների մեծ մասը գտնվում է գավառի սահմաններում և ներառում է մի շարք լանդշաֆտներ (Նկար S3 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Նկար 7. Անհատական patches երեք մասնատման տարբերակների համար: (Ա) Հողածածկույթի բոլոր դասերը մասնատված են ճանապարհներով և կառուցապատված տարածքներով: (B) Հողածածկույթի բոլոր դասերը մասնատված են ճանապարհներով, կառուցապատված տարածքներով և մշակաբույսերով: (C) Ծառերի ծածկույթը մասնատված է հողի ծածկույթի մյուս բոլոր դասերով:
2. Հողածածկի մասնատում վարչական մարզերում
Գավառների մասնատման աստիճանն ըստ ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների տատանվում է տարբեր ցուցիչների և հատվածների չափերի խմբերի միջև (Նկար 8, Աղյուսակներ S6, S7 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Մարզերում մասնատվածության ցուցանիշների միջին արժեքները փոխկապակցված են տարածքի մարդածին վերափոխման աստիճանի ցուցանիշների հետ՝ ստացված ԱՐՄՍՏԱՏ-ից (տարեկան հերկվող տարածք, բնակչության խտություն, գյուղական բնակչության խտություն) և ESA հողածածկույթի տվյալներից (ցանքատարածք և կառուցապատում): Այնուամենայնիվ, այս կախվածությունները վիճակագրորեն վստահելի են ոչ թե ամբողջ շարքի համար, այլ միայն որոշակի չափի կտորների համար. միջին չափսերի դեպքում կախվածությունը նկատվում է 0,1 կմ²-ից մինչև 100 կմ² տարածքի համար, իսկ PARA-ի համար՝ 10 կմ²-ից մեծ հատվածների համար (Աղյուսակ S8 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Մարդածին տրանսֆորմացիայի նկատմամբ առավել «զգայուն» բեկորների չափերի խմբերում, ըստ կարկատան տարածքի ցուցիչի, ամենաքիչ մասնատված մարզը Վայոց ձորն է, իսկ ըստ PARA-ի՝ Տավուշի մարզը (Նկար 8C,D): Խոշոր տեղամասերի թիվը և նրանց կողմից զբաղեցրած գավառական տարածքի մասնաբաժինը սովորաբար ավելի քիչ է այն գավառներում, որտեղ կարկատների միջին չափն ավելի փոքր է (Աղյուսակներ S9, S10, Նկարներ S4, S5 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Նկար 8. Մարզերում ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների հողածածկույթի մասնատման ցուցանիշները. (Ա) բոլոր չափերի կարկատանների միջին չափը: (B) միջին PARA-ն բոլոր չափերի կարկատանների համար: (C) 10 կմ²-ից մեծ հատվածների միջին չափսերը: (D) միջին PARA-ն 100 կմ²-ից ավելի հատվածների համար:
Ծառածածկը ավելի քիչ մասնատված է Տավուշում` ըստ միջին կարկատան մակերեսի ցուցանիշների, իսկ Լոռիում` ըստ PARA-ի (Նկար S6, Աղյուսակ S11 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Անտառի խոշոր հատվածների թիվը և նրանց կողմից զբաղեցրած գավառական տարածքի մասնաբաժինը սովորաբար ավելի քիչ է այն մարզերում, որտեղ անտառի միջին չափը փոքր է (Աղյուսակներ S12, S13, Նկարներ S7 – S9 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Կա ուժեղ դրական հարաբերակցություն միջին հատվածի չափի, անտառային տարածքի և մարզերում անտառային տարածքների համամասնության միջև (համապատասխանաբար 0,936** և 0,978**): Այսպիսով, բոլոր ցուցանիշները հիմնականում հետևում են մարզերում ծառածածկ տարածքին: Մարզերում ծառերի ծածկույթի մասնատման օրինաչափությունը էապես տարբերվում է ամբողջ բնական հողածածկի մասնատվածությունից: Համապատասխան ցուցանիշների միջև հարաբերակցություն չգտանք։
3. Լանդշաֆտային գոտիների մասնատում
Հողածածկույթի մասնատվածության և լանդշաֆտների վրա մարդածին փոխակերպման ցուցանիշների միջև փոխհարաբերությունների օրինաչափությունը տարբերվում է մարզերում եղածից: Այս վերլուծության մեջ մենք օգտագործել ենք մարդածին վերափոխման ցուցանիշները՝ հիմնված բացառապես հողի ծածկույթի տվյալների վրա (ցանքատարածքներ և կառուցապատված տարածքներ), քանի որ լանդշաֆտային գոտիների համար վիճակագրական տվյալներ չկան: Հազվադեպ են հայտնաբերվում միջնապատերի միջին չափի և մարդածին ցուցանիշների միջև փոխկապակցվածությունը, մինչդեռ PARA-ի համար դրանք վիճակագրորեն նշանակալի են 1 կմ²-ից ավելի հատվածների համար՝ ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների մասնատման համար, և 0,1 կմ²-ից ավելի հատվածների համար՝ ցանքատարածությունների մասնատման համար (Աղյուսակ S14 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Բոլոր չափերի բծերի ընդհանուր հավաքածուի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ երբ լանդշաֆտները մասնատված են ճանապարհներով և կառուցապատված տարածքներով, ամենամեծ միջին չափը գտնվել է ալպյան գոտում, որին հաջորդում են ենթալպյան և բարձր բարձրության գոտիները (Նկար S10A, Աղյուսակ S15 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Այնուամենայնիվ, այս դեպքում կարկատան միջին չափը կախված է ոչ միայն մարդածին մասնատվածությունից, այլև լանդշաֆտային գոտու ընդհանուր տարածքից: Հետևաբար, ամենաքիչ խախտված բարձրադիր լանդշաֆտը չունի ամենամեծ միջին պատվածքը, քանի որ այս գոտու ընդհանուր մակերեսը փոքր է: Նույնը վերաբերում է ենթալեռնային կիսաանապատին: Ըստ PARA-ի, բարձրադիր և ալպյան գոտիները ամենաքիչ մասնատված են (Նկար S10D, Աղյուսակ S15 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Բուսական հողերը մեծացնում են ամենափոքր հատվածների քանակը (Նկար S11, Աղյուսակ S16 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ) և բոլոր լանդշաֆտներում կրճատել միջին չափը 85–99%-ով, բացառությամբ բարձրադիր ձյան և ենթալեռնային կիսաանապատների (Նկար S10A–C մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Նույնիսկ ալպյան գոտում այն նվազում է 96%-ով, թեև մշակաբույսերը զբաղեցնում են տարածքի ընդամենը 0,3%: Նույնիսկ այս փոքր ազդեցությունը առաջացնում է մի շարք շատ փոքր խոտածածկ տարածքներ, զգալիորեն նվազեցնելով միջին չափը և ավելի ուժեղ ազդեցություն է թողնում PARA-ի վրա, որը ալպիական գոտում աճում է գրեթե 600 անգամ և նմանվում է PARA արժեքներին այլ լանդշաֆտների մեծ մասում (Նկար S10D–F մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Այստեղ հարկ է նշել, որ հողերի ծածկույթի տվյալները կարող են սխալ տարբերակել մշակաբույսերը բնական խոտհարքներից, և ալպյան գոտում ցանքատարածությունների առկայությունը կարող է նման անճշտության հետևանք լինել:
1 կմ²-ից ավելի բծերի ցուցիչները, որոնք ավելի զգայուն են մարդածին ազդեցության նկատմամբ, այլ պատկեր են տալիս, որն ավելի շատ նման է իրականությանը: Բուսաբուծական հողերը գրեթե չեն ազդում ալպիական գոտու միջին չափի վրա (Նկար 9A–C): Ենթալպյան գոտում կարկատան միջին չափը նույնիսկ մեծանում է։ Սա կարող է բացատրվել նրանով, որ ճանապարհների և շենքերի միջև եղած ամենափոքր հատվածները հողի ծածկույթում ճանաչվում են որպես մշակաբույսեր: Միջին հատվածի չափը մեծ չափով նվազում է առավել փոխակերպված լանդշաֆտներում, որոնք են լեռնահովտային կիսաանապատը և միջին լեռնային տափաստանը (տես. Բաժին 3.1, Նկար 4): Միջին PARA-ն նույնպես ամենամեծն է այս երկու առավել փոխակերպված գոտիներում, և մշակաբույսերը դրանցում ամենաուժեղ բարձրացնում են PARA արժեքները (Նկար 9D–F).
Նկար 9. Լանդշաֆտային գոտիներում 1 կմ2-ից ավելի բծերի մասնատման ցուցանիշներ: (A) Միջին կարկատան տարածքը՝ ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների մասնատման պատճառով: (B) Միջին կարկատան մակերեսը որպես մասնատման գործոն մշակաբույսեր ավելացնելուց հետո: (C) Միջին կարկատան տարածքի (%) կրճատում` որպես մասնատման գործոն մշակաբույսերի ավելացումից հետո: (D) Միջին PARA՝ ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների մասնատման պատճառով: (E) Միջին PARA-ն՝ որպես մասնատման գործոն, մշակաբույսեր ավելացնելուց հետո: (F) Միջին PARA-ի (%) աճ՝ որպես մասնատման գործոն մշակաբույսերի ավելացումից հետո:
Ամենամեծ միջին տեղամասերը ենթալպյան գոտում են, որին հաջորդում են միջին լեռնամարգագետնային տափաստանային և ալպյան գոտիները, և միայն դրանից հետո բարձրադիր ձյուները (Նկար 9A,B, Աղյուսակ S15 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ): Այնուամենայնիվ, այս դեպքում կարկատան միջին չափը կախված է ոչ միայն մարդածին վերափոխման աստիճանից, այլև լանդշաֆտային գոտու ընդհանուր տարածքից: Հետևաբար, ամենաքիչ խախտված բարձրադիր լանդշաֆտը չունի ամենամեծ միջին պատվածքը, քանի որ այս գոտու ընդհանուր մակերեսը փոքր է:
Տարբեր չափերի կարկատանների քանակի և դրանց զբաղեցրած տարածքի ցուցիչների օրինաչափությունները հիմնականում հետևում են PARA-ին և կարկատան միջին չափին (Նկարներ S11, S12, Աղյուսակներ S16, S17 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ).
Բուսաբուծական հողերի ազդեցությունը լանդշաֆտի մասնատման վրա ավելի հստակ տեսանելի է 0,01 կմ²-ից ավելի մեծ հատվածների համար՝ «կիսաանապատ – տափաստան – լեռներ – անտառներ» հիպոթետիկ տրանզեկտի երկայնքով հարավ-արևմուտքից հյուսիս-արևելք մոտավոր ուղղությամբ: Հետևյալ օրինաչափությունները կարելի է քննարկել (Նկար 10):
1) Երբ լանդշաֆտները մասնատված են ճանապարհներով և կառուցապատված տարածքներով (վահանակների գունատ գույնի ստվերում): Ա և Բ), կարկատանի միջին չափը (վահանակ Ա) և միջին PARA (վահանակ Բ) նվազում բոլոր չորս վերլուծված չափերի խմբերում, քանի որ մարդածին վերափոխումը մեծանում է (պանել Գ) հարավ-արևմտյան լեռներից դեպի կիսաանապատներ և հյուսիս-արևելյան կողմից դեպի անտառներ ուղղությամբ։ Այնուամենայնիվ, PARA-ի արժեքները նվազում են հարավ-արևմտյան ուղղությամբ տափաստաններից դեպի կիսաանապատներ և հյուսիս-արևելյան հատվածում՝ անտառից դեպի անտառային ապաստարանի գոտի հետագա շարժման հետ միասին:
2) Բուսաբուծական հողերի ավելացումը որպես մասնատման գործոն ունի հետևյալ ազդեցությունը կարկատակի միջին չափի վրա (վահանակի տողերը. Ա): ազդեցություն չունի >0.01 կմ² փոքր հատվածների վրա (կապույտ գծեր). աճ ենթալպյան գոտում 0.1 կմ²-ից մեծ հատվածների համար (կարմիր գծեր). նվազում 1 կմ²-ից մեծ հատվածների համար (դեղին գծեր) և 10 կմ²-ից մեծ հատվածների համար (կանաչ գծեր):
3) Croplands-ն ունի հետևյալ ազդեցությունը PARA-ի միջին արժեքների վրա (վահանակի տողեր ԲԱմենամեծ աճը նույնիսկ ալպյան գոտում փոքր հատվածների համար >0,01 կմ² (կապույտ գծեր); ավելի մեծ բծերի խմբերի համար (>0,1 կմ², >1 կմ² և >10 կմ², կարմիր, դեղին և կանաչ գծերի), PARA-ի արժեքները սկսում են աճել ավելի փոխակերպված գոտիներում. Ընդհանրապես, PARA-ն առավել ուժեղ է աճում լանդշաֆտներում, որտեղ մշակաբույսերի մեծ մասնաբաժինն է (միջին լեռնային տափաստան և լեռնահովտային կիսաանապատ): PARA-ն այնքան էլ չի աճում մշակաբույսերի ավելի փոքր մասնաբաժին ունեցող լանդշաֆտներում (չոր տափաստաններ և անտառներ):
Նկար 10. Հիպոթետիկ «կիսաանապատ-տափաստան-լեռներ-անտառներ» հիպոթետիկ տրանզեկտի երկայնքով մասնատման ցուցանիշների միջին արժեքների փոփոխությունները հարավ-արևմուտքից հյուսիս-արևելք մոտավոր ուղղությամբ: Տարբեր կարկատների չափսերի խմբերի փոփոխությունները ցուցադրվում են տարբեր գույներով: Գունատ ստվերը ցույց է տալիս մասնատման արժեքներն ըստ ճանապարհների և կառուցապատված տարածքների, իսկ գծերը ցույց են տալիս արժեքները՝ ըստ մշակաբույսերի մասնատման ավելացման ժամանակ: (A) Փոփոխություններ միջին կարկատանի չափի մեջ: (B) Փոփոխություններ միջին PARA-ում: (C) Մարդկանց կողմից վերափոխված տարածքի մասնաբաժինը:
Ի հավելումն էկոհամակարգերի հազվադեպության և տարածքի, կարևոր չափորոշիչներն են մարդածին սպառնալիքները և էկոհամակարգերի դեգրադացումը: Այս չափանիշները գնահատելու համար մենք օգտագործել ենք հողի ծածկույթի մասնատման գնահատականները (Բաժին 3.4): IUCN-ի էկոհամակարգերի Կարմիր ցուցակի մոտեցումը կարեւոր սպառնալիք է համարում էկոհամակարգերի մասնատումը, որը բարձրացնում է դրանց պաշտպանության վարկանիշը. [28,29]. Այնուամենայնիվ, այստեղ մենք համեմատում ենք գավառները, որտեղ պահպանվում են էկոհամակարգերը, այլ ոչ թե բուն էկոհամակարգերը: Հետևաբար, կարելի է համարել, որ գավառի միջին մասնատվածությունը նվազեցնում է դրա կարևորությունը էկոհամակարգի պահպանման համար: Ինչպես ցույց է տրվել ավելի վաղ, 10 կմ²-ից ավելի հատվածների մասնատման ցուցանիշները կապված են գավառների մարդածին վերափոխման աստիճանի հետ (Բաժին 3.4.2): Գյուղական բնակչության խտության և տարեկան հերկվող հողերի համամասնության ցուցանիշները հստակորեն փոխկապակցված են միմյանց հետ (0,878**), ինչպես նաև անասունների խտության հետ՝ համապատասխանաբար 0,936** և 0,975** հարաբերակցության գործակիցներով: Այսպիսով, 10 կմ²-ից ավելի հատվածների մասնատումը կապված է գյուղատնտեսությունից էկոհամակարգերին սպառնացող վտանգների ցուցիչների ամբողջ համալիրի հետ:
Ընդհանուր մասնատման ինդեքսը հաշվարկվել է որպես նորմալացված միջին PARA-ի և միջին կարկատանի տարածքի ինդեքսների գումար: PARA-ն համարվում էր բացասական ինդեքս, իսկ միջին չափի կարկատանի չափը՝ դրական: Արագածոտնի, Արարատի, Արմավիրի, Գեղարքունիքի, Կոտայքի և Շիրակի մարզերում ընդհանուր մասնատման ցուցանիշը բացասական է (Նկար 12Ա, Աղյուսակ S21 մեջ Լրացուցիչ ֆայլ), քանի որ համեմատաբար փոքր միջին կարկատների չափերը ստվերվում են PARA մեծ արժեքներով (Նկար 12B): Լոռու, Սյունիքի, Տավուշի և Վայոց ձորի մարզերում ընդհանուր մասնատման ինդեքսը դրական է, քանի որ այս տարածքներում առկա են ավելի մեծ միջին չափսեր և ավելի ցածր PARA արժեքներ: Դրական արժեքը այս դեպքում չի նշանակում, որ մասնատումը բարենպաստ ազդեցություն ունի էկոհամակարգերի վրա. ավելի շուտ, դա ծառայում է միայն գավառների մասնատվածության մակարդակների համեմատությանը: Էկոհամակարգերի բազմազանության և մասնատվածության պահպանման համար մարզային նշանակության ցուցանիշների համեմատությունը ցույց է տալիս, որ մասնատվածությունն առավելապես նվազեցնում է Արմավիրի նշանակությունը, որին հաջորդում են Կոտայքը, Արարատը և Գեղարքունիքը: Վերլուծված չափանիշներով ամենացածր նշանակությունն ունի Շիրակի մարզը։ Համեմատաբար ցածր մասնատվածությունը Վայոց ձորի, Տավուշի և Լոռու մարզերը մյուսների համեմատ ավելի արժեքավոր է դարձնում էկոհամակարգերի պահպանման համար (Նկար 12B).
Նկար 12. Հայաստանի մարզերի համար էկոհամակարգերի բազմազանության պահպանման գործում մասնատվածության և կարևորության նորմալացված ցուցանիշները. (Ա) Գավառների մասնատվածության աստիճանի համեմատությունը էկոհամակարգերի բազմազանության պահպանման գործում դրանց կարևորության հետ: (B) PARA ինդեքսի համեմատությունը միջին կարկատանի տարածքի հետ:
