Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» Громадська організація «Українське товариство ґрунтознавців та агрохіміків»
Міжнародний форум «Здоровий ґрунт – здорова нація» Науково-практичний семінар «Інформаційне забезпечення сталого управління ґрунтовими ресурсами»
Основні задачі ґрунтово-інформаційного центру України в контексті міжнародної інтеграції України, інформатизації суспільства та земельної реформи
Святослав Балюк, академік НААН, директор ННЦ «ІҐА імені О.Н. Соколовського», Генеральний секретар ГО «УТҐА»
1
Конвенції ООН (документи глобального рівня) • Рамкова конвенція ООН про зміну клімату UNFCCC (1994 р.); • Конвенція ООН про боротьбу з опустелюванням UNCBD (1994 р.); • Конвенція ООН про охорону біологічного різноманіття UNCBD (1992 p.); • Програма дій “Порядок денний ХХІ століття” (Ріо-де-Жанейро, 1992). 2
ФАО - продовольча і сільськогосподарська організація ООН Основні документи: q Всесвітня ґрунтова хартія, 1982 р. q Оновлена Всесвітня ґрунтова хартія, ГҐП, 2014 р. q Стратегічна програма захисту ґрунтів, ЄК, ФАО на 2010-2019 рр. (2009 р.).
ФАО – 11 стратегічних цілей, у т.ч.: стале виробництво с.-г. культур; стале управління, земельними, водними і генетичними ресурсами; Тематична стратегія захисту ґрунтів, ЄК, 2006 р.; Директива Європейського Парламенту та Європейської Ради щодо загальних принципів охорони ґрунтів в Європі, 2006 р. § Положення про Глобальне ґрунтове партнерство; § Нова міжнародна ініціатива створення Глобальної ґрунтовоінформаційної системи (5 пленарна Асамблея ГҐП, 20-22.06, 2017) § § q q
3
Основні законодавчі акти, що регулюють питання використання ґрунтових ресурсів в Україні v Конституція України; v Земельний кодекс України; v Закон України “Про охорону земель”; v Закон України “Про державний контроль за використанням та охороною земель”; v Закон України “Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо збереження родючості ґрунтів”; v Національний план дій щодо боротьби з деградацією земель та опустелюванням (Розпорядження Кабінету Міністрів України від 30.03.2016 р. №271-р); v Про Стратегію національної безпеки України (Указ Президента України, 2015 р., №287/2015); v Стратегія розвитку інформаційного суспільства в Україні (Розпорядження Кабінету Міністрів України від 15.03.2013 р., №386-р). 4
Оновлена цифрова карта ґрунтів України
5 5
ҐРУНТОВІ РЕСУРСИ УКРАЇНИ Ґрунти Чорноземи опідзолені Чорноземи типові Чорноземи звичайні Чорноземи південні Лучно-чорноземні і чорноземно-лучні Ясно-сірі лісові, сірі лісові, темно-сірі опідзолені Дерново-підзолисті, опідзолені, оглеєні Темно-каштанові, каштанові солонцюваті, лучнокаштанові солонцюваті, солонці каштанові Буроземи (опідзолені, підзолисті, лучно-буроземнопідзолисті, глейові) Коричневі Лучно-болотні і болотні Алювіальні лучні і лучно-болотні Торфові низинні Дерново-піщані і зв'язно-піщані та піски Інші Всього
С.-г. угіддя, тис. га
Рілля, %
3418,7 5779,6 10488,6 3639,9 2038,9 4333,4 3850,2
91,6 91,8 88,3 88,8 60,0 80,5 74,1
1382,9
80,0
1110,0
43,9
48,5 975,3 781,9 559,4 505,5 647,9 39822,9
26,2 7,9 18,8 14,9 24,2 37,5 78,5
6 6
РЕСУРСИ ЗЕМЕЛЬ І ЧОРНОЗЕМНІ ҐРУНТИ ОКРЕМИХ ДЕРЖАВ
Площа Держави
Населення, млн чол.
Ґрунти
Рілля
Чорноземи
Всього, млн га
На 1 жит, га
Всього, млн га
На 1 жит, га
Всього, млн га
На 100 жит, га
45,6
60,4
1,32
32,4
0,71
27,8
61,0
143,1
1710,0
11,95
123,9
0,87
145,4
102,0
Польща
38,2
31,3
0,82
14,2
0,37
0,4
1,0
Румунія
21,5
23,8
1,11
9,3
0,43
1,6
7,4
Німеччина
81,7
35,7
0,44
11,8
0,14
0,7
0,8
Китай
1350,5
959,7
0,71
143,6
0,10
38,0
2,8
Канада
34,9
998,5
28,61
45,4
1,30
7,6
21,8
США
313,3
951,9
3,04
175,2
0,56
55,1
17,6
Всього
7 млрд
13050
1,89
1362
0,19
314,3
Україна Росія
4,5 7 7
Типи й орієнтовне поширення деградацій ґрунтів в Україні Тип деградації ґрунту Втрата гумусу й поживних речовин Переущільнення Замулення й кіркоутворення Водна ерозія площинна Підкислення Заболочування Забруднення радіонуклідами Дефляція, втрата верхнього шару ґрунту Забруднення пестицидами й іншими органічними речовинами Забруднення важкими металами Засолення, підлуговування Водна ерозія, утворення ярів Побічна дія водної ерозії (замулення водоймищ) Зниження рівня денної поверхні Деформація земної поверхні вітром Аридизація ґрунту Запечатані ґрунти (під забудовою) Біологічна деградація
% від площі ріллі (32 млн га) 43 39 38 17 14 14 11,1 11 9,3 8 4,1 3 3 0,35 0,35 0,21 4,4 8 -
8
Невирішені проблеми управління ґрунтовими ресурсами в Україні
9
Невирішені проблеми управління ґрунтовими ресурсами в Україні
10
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ ПРО СТАН ҐРУНТОВОГО ПОКРИВУ § Матеріали великомасштабного ґрунтового обстеження 1957-1961 рр. і подальшого коригування; § Земельний кадастр; § Матеріали агрохімічної паспортизації земель с.-г. призначення; § Матеріали еколого-меліоративного моніторингу (ГГМС); § Дані наукових установ, ВНЗ (бази даних, польові досліди, полігони, моніторингові точки).
Необхідно: § Повторне великомасштабне ґрунтове обстеження з підготовкою сучасних картографічних матеріалів; § Організація та проведення моніторингу ґрунтів; § Реконструкція польових дослідів, закладка нових. §Створення ґрунтово-інформаційного центру
11
Приклади картографування ґрунтів з використанням Бази даних “ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ УКРАЇНИ”
Україна 1:1,5 млн
Вовчанський район 1:200 тис.
www.issar.kharkov.ua
Харківська область 1:750 тис.
12
Стаціонарні польові досліди України (наукове видання на англійській мові)
13 13
Концепція вміщує опис основних засад моніторингу ґрунтів в Україні і європейських країнах, а також пропозиції з поступового трансформування агрохімічної паспортизації у моніторинг з урахуванням європейського досвіду
14
СВІТОВІ ҐРУНТОВО-ІНФОРМАЦІЙНІ ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ І Міжнародні ґрунтово-інформаційні системи • Всесвітній ґрунтово-інформаційний сервіс (WoSIS, ISRIC); • Ґрунтовий портал ФАО (FAO); • Європейський центр ґрунтових даних (ESDAC, JRC); • Глобальна ґрунтово-інформаційна система (GSIS, проект ФАО/ГҐП) •Міжнародна мережа ґрунтово-інформаційних установ (INSII, ФАО/ГҐП)
ІІ Приклади національних ґрунтово-інформаційних систем • Інформаційна система ґрунтових ресурсів Австралії (ASRIS) • Національна ґрунтово-інформаційна система США (NASIS) • Канадська ґрунтово-інформаційна служба (CanSIS) • Ґрунтова інформація щодо Шотландських ґрунтів (SIFSS) • Ґрунтово-інформаційна система Ірландії (IrSIS) 15
ОСНОВНІ “СТОЛПИ” РОЗВИТКУ ПРОГРАМИ ГҐП Ø Впровадження сталого використання ґрунтів з метою їх захисту, охорони і забезпечення стійкої продуктивності; Ø Сприяння розвитку інвестицій, технічного співробітництва, політики та освіти в галузі ґрунтознавства; Ø Просунення практично орієнтованих ґрунтових досліджень, спрямованих на виявлення пробілів і пріоритетів у поєднанні з заходами підвищення врожайності, екологічної безпеки та соціального розвитку; Ø Підвищення якості і кількості даних та інформації: збір даних, аналіз, перевірка, моніторинг і інтеграція з іншими даними; створення бази даних ґрунтів на базі системи цифрових ґрунтових карт, єдиного інформаційного ресурсу; Ø Гармонізація методів, одиниць виміру і індикаторів для стійкого керування і охорони ґрунтових ресурсів. 16
Рішення 5-ої Пленарної асамблеї ГҐП з розвитку Глобальної ґрунтово-інформаційної системи
• cхвалити Угоду про заснування Глобальної ґрунтово-інформаційної системи і закликати всіх зацікавлених партнерів стати активними членами INSII. Запропонувати партнерам ГҐП обмінюватися в рамках INSII досвідом, даними, інформацією та іншими відомостями; • схвалити Політику ГҐП щодо даних про ґрунти, яка визначає порядок обміну даними Глобальної ґрунтово-інформаційної системи; • затвердити кандидатуру ISRIC (Міжнародний центр ґрунтової інформації) в якості Фонду ґрунтових даних ГҐП з мандатом до 31 грудня 2020 року; • ГҐП продовжити сприяти в розвитку на національному рівні потенціалу і можливостей по картографуванню запасів ґрунтового органічного вуглецю, їх моніторингу та звітності в цій області. 17
ОСНОВНІ ЗАДАЧІ ДЛЯ НАЦІОНАЛЬНИХ ЧЛЕНІВ ГҐП Ø розробка пропозицій і узгодження Кодексу етики з авторського права при обміні й використанні ґрунтової інформації;
Ø формування веб-платформи і блоків для збору ґрунтової інформації; Ø гармонізація з міжнародними вимогами, ведення й наповнення національного комплексу БД ґрунтових профілів; Ø створення цифрових ґрунтових матеріалів різного масштабу за міжнародними методиками цифрового ґрунтового картографування (SOTER) та їхнє узгодження з сусідніми країнами; Ø гармонізація національних БД зі світовими; Ø створення й ведення національного інформаційного ґрунтового портала; Ø розробка специфікації для мережевих карт властивостей ґрунтів з координатною прив'язкою та створення національної ґрунтової мережі з координаційною прив'язкою 1Х1 км, а в подальшому до 100 м; Ø розробка й реалізація програми навчання нового покоління спеціалістів у сфері цифрового картографування; Ø надання Глобальній мережі просторових даних надійної ґрунтової інформації з урахуванням міжнародних стандартів. 18
База ґрунтових профілів Світового ҐрунтовоІнформаційного Сервісу (WoSIS) • База WoSIS включає більше 100 000 географічно прив’язаних точкових даних, яким відповідає більше 5 мільйонів записів властивостей ґрунту
Завдання: • Збереження світових ґрунтових даних в їх вихідному вигляді (особливо що стосується архівних даних); • Обмін ґрунтовими даними (точковими, полігональними, растровими) після їх стандартизації та гармонізації; • Автоматизоване глобальне ґрунтове картографування за допомогою алгоритмів машинного навчання в рамках проекту ISRIC SoilGrids 19
Структура використання даних у глобальної ґрунтовоінформаційної системи WoSIS Бази ґрунтових даних Метадані (дані про наявні ґрунтові дані)
Перегляд за допомогою вебсервісу
Ґрунтові дані
Доступ через веб-ресурс розподільної архітектури REST
Запити щодо локальних даних
Мобільний додаток
Завантаження/перегляд за допомогою вебсервісу
Картографічні продукти Доступ через GeoServer
Використання у геоінформаційних системах (ArcGIS, QGIS)
Перегляд у мережі Інтернет (ресурси OpenLayers, Leaflet) 20
База даних та моніторинг властивостей ґрунтів країн ЄС у Проекті LUCAS • Мета проекту – створити гармонізовану базу даних щодо фізико-хімічних властивостей верхнього шару ґрунту 0-20 см у країнах ЄС • Проект започатковано у 2009 р. • Станом на 2016 р. зібрано та проаналізовано 27 000 зразків ґрунту. •
•
•
Для кожного зразка однією лабораторією визначено гранулометричний склад, рН, вміст органічного вуглецю, карбонатів, фосфору, загального азоту, екстрагованої калію, катіонну обмінну здатність, багатоспектральні властивості та вміст важких металів. Планується вимірювати додаткові фізичні, хімічні та біологічні параметри: насипна густина та вологість ґрунту, електропровідність, органічні забруднювачі, вміст (NO2-NO3) - N, (SO4) -S та Na, біорізноманіття та ерозія ґрунту. Для моніторингу змін фізико-хімічних параметрів ґрунтів у всьому ЄС у 2015 р. обстеження поверхневого шару було повторено у тому ж 21 наборі пунктів, як у LUCAS 2009/2012.
Сучасна система цифрового сіткового картографування ґрунтів
• Soil Grids – це набір растрових шарів даних, які є постійно поновлюваним продуктом роботи системи автоматичного картографування, що була розроблена ISRIC • Карти Soil Grids мають роздільну здатність 1 км та 250 м. •
•
Карти є результатом моделювання наступних ґрунтових властивостей: – Фізичні властивості (щільність ґрунту, вміст глини, мулу, піску, кам’янистість); – Хімічні властивості: вміст та запаси органічного вуглецю, pH водне, pH сольове, катіонообмінна ємність; – Класифікація ґрунтів WRB (найбільш імовірний клас); – Класифікація ґрунтів USDA (найбільш імовірний клас); – Характеристика місцевості Усі карти доступні в інтерактивному режимі на сайті www.soilgrids.org
22
Міжвідомчий національний ґрунтовоінформаційний центр України ПІДТРИМКА СТВОРЕННЯ ЦЕНТРУ
Ø ФАО, ГҐП (робоча зустріч членів ГҐП 8-10.12.2015 р.) Ø Національна академія аграрних наук України (Постанова Президії НААН від 23.12.2015 р., протокол № 16)
Ø Міністерство аграрної політики та продовольства України (Лист від 17.05.2016 р. № 37-13-5-15/7138)
Ø Міністерство екології та природних ресурсів України (Лист від 21.03.2016 р. № 5/1-872652)
23
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ МІЖНАРОДНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ІНСТИТУТУ Ø
Стан світових ґрунтових ресурсів (ФАО/ГҐП, 2015);
Ø Атлас ґрунтів Европи (SEA); ØЦифрова карта запасів органічного вуглецю в ґрунтах України за методологією ГҐП (ФАО, 2017); ØВступ до Міжнародної мережі ґрунтово-інформаційних установ (ФАО/ГҐП, 2016);
Ø Вплив меліорації на екосистемні послуги засолених ґрунтів (ФАО/ГҐП, 2016-2017); ØКерівництво по управлінню засоленими ґрунтами (ФАО/ГҐП, 2017)
ØМіжнародний тренінг-семінар ФАО щодо управління засоленими ґрунтами (ФАО/ГҐП, 25-29 вересня 2017) ØТехнологія спектральної експрес-діагностики агрохімічних показників ґрунту (SoilCares company, Netherland, 2016-2017)
24
ПРОПОЗИЦІЇ ДО ВЛАДНИХ СТРУКТУР •
Національна програма охорони ґрунтів України (2015);
•
Пропозиції до існуючих і створення нових більш дієвих законів про охорону ґрунтів;
•
Пропозиції щодо повторного суцільного ґрунтового обстеження з метою наступного оновлення кадастрової, картографічної і аналітичної інформації про ґрунти у зв'язку з достатньо швидким розвитком деградаційних процесів;
•
Пропозиції щодо створення Державної служби охорони і моніторингу земель;
•
Пропозиції щодо організації систематичного моніторингу ґрунтового покриву з урахуванням кращих європейських зразків;
•
Пропозиції щодо приведення у відповідність вимогам часу стану наукового, організаційного, технологічного і нормативного забезпечення проблеми раціонального землекористування;
•
Пропозиції щодо створення мережі консультаційних і навчальних центрів з метою запобігання нераціонального використання і деградації земель;
•
Проекти постанов РНБО, КМУ, Мінагрополітики з додатками щодо заходів з поступового переходу до стратегії сталого економічно вигідного і екологобезпечного землекористування. 25
СТРУКТУРА ГРУНТОВО-ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ УКРАЇНИ Мінагрополітики та
Міністерство
Державне агентство
продовольства України
екології та природних
водних ресурсів
ДУ “Інститут охорони
ресурсів України
України
ґрунтів України”
Глобальна система спостереження Землі (GEOSS)
Міжвідомча координаційно-наглядова Рада
Національний ґрунтово-інформаційний центр (на базі ННЦ “ІГА імені О.Н. Соколовського”)
Система “ґрунтової” онлайн-освіти
Національний ґрунтово-інформаційний портал
Українські користувачі інформації про ґрунти (укр. мова)
Інші українські постачальники ґрунтових даних (інші міністерства і відомства, інститути НААН, НАН, ВНЗ)
Глобальний центр просторових ґрунтових даних (GSSDIC) Міжнародної мережі ґрунтово-інформаційних установ ФАО
Система “ґрунтових” онлайн-консультацій
Закордонні користувачі інформації про ґрунти України (англ. мова) 26
Стан підготовки даних для створення 1-го видання цифрової карти запасів ґрунтового органічного вуглецю в Україні Ø Ґрунтові дані для 4137 точок зібрані з 26 установ з всієї України Ø Оцифровано Ґрунтову карту України масштабу 1:750 000: – – – –
типи та підтипи ґрунтів; материнські породи; класи механічного складу; засолення
Ø Підготовлено для моделювання допоміжні растри (шари) – параметри рельєфу (висота, нахил, індекс топографічного положення, індекс вологості); – кліматичні параметри (температура, опади, гідротермічний коефіцієнт); – супутникові дані (відбивна здатність ґрунту, NDVI, EVI, продуктивність) – ґрунтово-рослинний покрив
27
Национальна цифрова карта запасів ґрунтового органічного вуглецю в шарі 0-30 см ґрунтів України (1-а редакція) • Карта є растровим зображенням, у кожній точці якого змодельоване значення запасів органічного вуглецю в шарі ґрунту 0-30 см. • Карту створено за допомогою алгоритму машинного навчання Random Forest.
Запаси органічного вуглецю в орному шарі ґрунту (0-30 см), кг/м2 (мінеральні ґрунти)
Запаси органічного вуглецю в торфовищах (для усієї глибини торфу), кг/м2
28
Створення ґрунтово-інформаційного центру забезпечить: Ø органи державної влади інформацією про ґрунтові ресурси для формування збалансованої земельної політики й цивілізованих ринковоземельних відносин; Ø входження України у Глобальну ґрунтово-інформаційну систему; Ø органи місцевого самоврядування інформацією для розроблення регіональних програм розвитку; Ø землевпорядні, проектні, пошукові й контролюючи організації інформацією про ґрунтові ресурси, продуктивне використання ґрунтів, їх бонітети; Ø наукові і освітні установи інформацією щодо особливостей ґрунтового покриву; Ø інвесторів, бізнес-структури якісною інформацією щодо інвестиційної привабливості території, придатності земель (ґрунтів) для вирощування с.-г. культур, у т.ч. органічної продукції; Ø громадян України – інформацією про ґрунти, їх властивості, площі, ґрунтовий потенціал.
29
Для реалізації заходу потрібні: Ø Постанова Президії НААН до підпорядкованих їй установ про передачу до ННЦ “ІГА імені О.Н. Соколовського” здобутих за бюджетні кошти матеріалів щодо характеристик ґрунтів і їх змін в умовах інтенсифікації землеробства (під дією обробітку, добрив, сівозмін, меліорацій тощо); Ø за проханням Президії НААН аналогічні постанови споріднених міністерств і відомств, що мають відповідні матеріали, до підпорядкованих до них установ; Ø забезпечити безумовно дотримання ННЦ “ІҐА імені О.Н. Соколовського” Законів України про інтелектуальну власність і використання отриманих матеріалів тільки за згодою їх авторів; Ø організація і проведення всеукраїнської наради щодо створення національної мережі ґрунтово-інформаційних установ за участі представників ФАО, ГҐП та інших; Ø забезпечувати кожні 5 років видання зведеного матеріалу про стан ґрунтового покриву країни і першочергові заходи з його охорони. 30
ФІНАНСОВЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ Ø Державний бюджет у межах ПНД НААН на 2018-2020 рр.; Ø Національний фонд досліджень; Ø Фонди підтримки наукової і науково-технічної діяльності; Ø Кошти міністерств – Мінагрополітики та продовольства, Мінприроди; Ø Міжнародні джерела фінансування грунтово-інформаційних проектів: - Європейський банк реконструкції і розвитку; - Проект Всесвітнього банку в Україні; - Глобальний екологічний фонд GEF; - Програма технічного співробітництва ФАО. 31
32