Спутниковый снимок Ферганы и окрестностей. Фото NASA

Несмотря на перемены последних лет, Узбекистан все еще остается весьма закрытой страной — в том числе и для ученых. Поэтому любая объективная информация, особенно «снизу» и особенно о том, что происходит в сельской глубинке, представляет немалую ценность.

Неожиданный источник данных обнаружили немецкие географы: три года они фотографировали каждое поле в Ферганской долине со спутников. В итоге получили карты, позволяющие ответить на вопрос, как именно устроено сельское хозяйство в регионе. Стало ясно, какие растения там сажают и сколько места занимают те или иные посадки. И наконец, прояснилось самое главное: действительно ли в самом плодородном районе Узбекистана отказались от хлопковой монокультуры?

Свои выводы Кристофер Конрад (ChristopherConrad), Фабиан Лёв (Fabian Löw) и Джон Лэмерс (John P.A.Lamers) изложили на страницах журнала Applied Geography.

Битва столетия: фрукты против хлопка

Как известно, разнообразие культур крайне полезно для сельского хозяйства — оно препятствует деградации почв, поддерживает плодородие, предотвращает эрозию и даже блокирует размножение вредителей. Именно поэтому Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН рекомендует выращивать как больше разных однолетних и многолетних растений (фруктовых деревьев, кустарников, растений луговых и зерновых) для укрепления жизнестойкости сельскохозяйственных экосистем. Особенно важную роль диверсификация культур играет в ландшафтах бассейна Аральского моря, которые после многих лет советского освоения этих территорий унаследовали хлопковый «диктат». Именно хлопковую монокультуру агрономы и почвоведы называют главным виновником падения плодородия земель в регионе.

После получения независимости Узбекистан, обеспокоенный собственной продовольственной безопасностью, попытался уйти от этой монокультуры и начал сокращать посевы хлопка. Чтобы уменьшить свою зависимость от импорта зерновых, руководство страны начало стимулировать посадки озимой пшеницы. В результате к началу 2000-х годов почти 70% орошаемых земель оказались во власти двух сменяющих друг друга культур — хлопка и пшеницы (всего же в Узбекистане 4,1 миллиона гектаров орошаемых почв).

И лишь совсем недавно, в 2016-2017 годах, руководство страны начало активно поощрять разнообразие: правительство потребовало высаживать овощи, виноградники и фруктовые деревья везде, где это возможно (речь о том, что на землях, где хлопок давал низкий урожай, теперь разрешено высаживать фрукты и овощи. — Прим. «Ферганы»). Этому способствовали исследования о древесных насаждениях возле Амударьи: оказалось, что деревья способствуют улучшению экономического положения в районах с крайне неплодородными и засушливыми землями. Но, к сожалению, даже если государство откажется от заказов на тонны хлопка и зерна, диверсификацию культур в Узбекистане проводить будет нелегко. Причины очевидны: дефицит водных ресурсов, неразвитые сельскохозяйственные технологии и слабый доступ к рынкам сельхозпродукции.

В любом случае, перед тем, как что-то реформировать, нужно понять, что, собственно говоря, происходит на локальном уровне: какие культуры высаживают крестьяне (фермеры) и от чего зависит их разнообразие. Чтобы это выяснить, одних статистических данных мало — цифры не дают представления о географическом разнообразии и распределении растений. Более того, при объединении данных в большие базы в государственном масштабе нередко делается много ошибок. Именно поэтому дистанционное картографирование с помощью спутников оказалось очень полезным инструментом для изучения разнообразия сельхозкультур. По таким картам исследователи получают информацию о размере полей, чередовании культивируемых растений, биоразнообразии дикой природы и тому подобном.

Читаем карты

Авторы статьи в Applied Geography работали со спутниковыми снимками Ферганской долины — важнейшего сельскохозяйственного региона Узбекистана. Как известно, долина «зажата» между двумя горными хребтами — Алайским и Тянь-Шанем. Из-за засушливого климата все сельское хозяйство там зависит от ирригации: ежегодно искусственному орошению подвергается около 1,653 миллиона гектаров. В этом регионе выращивают в первую очередь хлопок, озимую пшеницу, фруктовые деревья и рис. Менее важную роль играют подсолнухи, дыни, люцерна, кукуруза и овощи. Озимые обычно сажают осенью, а урожай собирают в конце июня. Летний сезон сельскохозяйственных работ начинается в апреле и завершается в конце октября.

Ученые взяли данные двух спутников — американского LandSat-5 и германского RapidEye, — полученные за 2010-2012 годы. Их целью было выяснить не только типы растений и характер севооборота, но и добраться до причин (экологических и социально-экономических) разных паттернов разнообразия культур. Для оптимального охвата всех доступных данных они выбрали участок площадью 377,278 гектара, покрывающий 58,755 га полей во внутренней части долины — а именно в Ферганской, Наманганской и Андижанской областях. В качестве главного индикатора они выбрали симпсоновский индекс разнообразия (SID) — известную среди экологов метрику, показывающую вероятность того, что следующее по счету растение или животное на территории принадлежит к другому виду. Чем ближе SID к единице, тем больше разнообразие культур. И наоборот: SID, равный нулю, означает монокультурное сельское хозяйство.

Карта посевов (2012). Зеленое — хлопок, желтое — земля под паром, фиолетовое — рис, рыжее — пшеница, темно-зеленое — сады, серое — другие культуры, синее — вода

Рядом с властью сады не цветут

Во внутренних районах долины преобладают посевы хлопка и пшеницы. Сады разбросаны по всему региону, но больше всего их в «веерах» приносимых водой отложений у подножья Алайского хребта и в других предгорных зонах в восточной части долины. Рисовые поля сконцентрированы вдоль основных каналов, текущих с северо-востока на юго-запад, а также на юге Наманганской области. Поля под паром и пруды для разведения рыбы встречаются, главным образом, в центральной части долины. Хлопок в исследуемый период занимал 42,6% обрабатываемых площадей, пшеница — 34,2%, сады — 8,7%, поля под паром — 5,9%, рис — 4,7%, дыни, овощи, подсолнухи, кукуруза и другие культуры — 3,3%, пруды — около 0,5%. Все количественные отношения сохранялись примерно на одном и том же уровне три года подряд, что указывает на их постоянство.

Что еще увидели географы на ферганских полях? Самое главное: сплошные посадки хлопка, губительные для почвы и экосистем, все-таки ушли в прошлое, и занимали лишь 6,3% пахотных земель (зерно при этом — 2,51%, рис — 0,72%). Однако ситуация улучшилась не сильно — вместо хлопковой монокультуры пришло чередование хлопка и зерна, когда на одном и том же поле эти растения каждый сезон сменяют друг друга (ротация двух культур, прежде всего хлопка и зерна, наблюдалась на 0,28% сельхозугодий в 2010-2012 годах). Тем не менее, общий индекс разнообразия в Ферганской долине оказался выше, чем в среднем по стране: 0,72-0,73 против 0,68. По мнению ученых, благодарить за это следует многочисленные сады.

Парадоксально, но наибольшее разнообразие культур наблюдается при дефиците воды, на самых далеких от рек и каналов участках — чем меньше воды, тем меньше возникает соблазна засадить почву хлопком, и тем больше садов. Еще более неожиданная закономерность: плотность дорожной сети и близость к населенным пунктам показывает отрицательное соотношение с разнообразием сельхозкультур. Обычно в мире происходит наоборот: чем ближе к «центрам цивилизации» и транспортным узлам, тем выгоднее выращивать разные растения, а потом продавать и вывозить их. Однако в Узбекистане давление госзаказа и монокультурная инерция сельского хозяйства по-прежнему заставляют выращивать на самых удобных участках хлопок (иногда еще и зерно), а разнообразие и выбор «убегают» в не самые привлекательные, зато далекие от «ока государева» земли. Впрочем, такая ситуация тоже не является уникальной в мировом масштабе: в Индии, например, близость рынков и дорог способствует механизированным и высокодоходным фермерским хозяйствам, и разнообразие культур там также страдает.

Индекс SID Ферганы (территория на карте разбита на участки радиусом 1,5 км)

Ученые — одно, политики — другое

Географы надеются, что власти Узбекистана не останутся равнодушными к их картам: участки с низким SID можно будет легко найти и запланировать там посадки разнообразных культур. Эти действия позволят сократить затраты водных ресурсов на орошение полей. Что, в свою очередь, снизит уровень грунтовых вод, а чем он ниже, тем меньше вероятность засоления почв. Далее, «усилив» карты биоразнообразия экономическими данными, можно будет определить наиболее выгодные сельхозкультуры и точечные участки, где они принесли бы максимальную прибыль.

К сожалению, пока неизвестно, насколько правительство учло советы ученых. Пространство академических исследований и поле принятия решений находятся на большом расстоянии друг от друга. Да и работ аналогичной тематики и масштаба появляется мало — фактически есть только еще более давнее исследование по географии и биоразнообразию сельского хозяйства Хорезма. В открытом доступе имеется подробная карта, собранная по спутниковым данным, и многочисленные сообщения об амбициозных программах по улучшению ситуации: например, в 2018 году Всемирный банк выделил 500 миллионов долларов на развитие садоводства в стране. Другой вопрос, насколько все эти программы помогают в реальности.

«Научное исследование — одно дело, а его практическое применение — совсем другое. Между этими двумя этапами проходит важный процесс «перевода», — рассказал «Фергане» соавтор статьи в Applied Geography доктор Кристофер Конрад. — Мы представили новый, очень простой метод оценки разнообразия сельскохозяйственных культур: снимки высокого разрешения со спутника Landsat плюс индекс, взятый из биологии. Дальше нужно, чтобы нашу статью прочитали сотрудники узбекистанских НИИ и соотнесли свои индикаторы разнообразия культур с нашими. И только потом, в рамках сотрудничества с Ташкентским институтом инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства и подобными ему учреждениями, станет возможным давать властям конкретные советы по улучшению сельского хозяйства в регионе».

Исследователь также подчеркнул, что технология уже доступна, ее не нужно изобретать.

«Дистанционное картографирование способно точно указывать на участки, откуда стоит начинать реформы. Эта технология поможет властям понять, откуда начинать менять систему землепользования. И властям, и фермерам принесет пользу работа квалифицированной группы ученых, которые осведомлены о целях государства и способны транслировать научные открытия в четкие рекомендации», — сказал в завершение Кристофер Конрад.

Артем Космарский, Институт востоковедения РАН

Международное информационное агентство «Фергана»