ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНА ОЦІНКА ДЕГРАДАЦІЇ ҐРУНТОВИХ ЕКОСИСТЕМ ТА ЕРОЗІЙНИХ РИЗИКІВ ХОТИНСЬКОЇ ВИСОЧИНИ ЗА СПЕКТРАЛЬНИМИ ДАНИМИ SENTINEL-2
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2026.02.270Ключові слова:
водна ерозія, деградація ґрунтів, супутникові індекси, NDVI, агроценози, біологічний екран, мікробна біомаса, дистанційне зондування, Sentinel-2, Хотинська височина, Прут-Дністровське межиріччяАнотація
Ґрунтовий покрив функціонує як базовий компонент наземних екосистем, проте інтенсивне сільськогосподарське освоєння у поєднанні зі складними геоморфологічними умовами спричиняє його стрімку деградацію. Проаналізовано сучасний стан, рівень деградації та ерозійну схильність ґрунтів Хотинської височини (Чернівецька область), застосувавши методи дистанційного зондування Землі. Хотинська височина вирізняється глибоким ерозійним розчленуванням, стрімкими схилами та наявністю лесовидних відкладів, які формують надзвичайно високий природний потенціал до розвитку водної ерозії. Дослідження спирається на порівняння мультиспектральних супутникових знімків Sentinel-2 L2A за березень 2020 року та березень 2026 року для виявлення просторово-часових змін у рослинному покриві та ступені оголеності поверхні. Розраховано нормалізований вегетаційний індекс (NDVI), нормалізований індекс вологості (NDMI), індекс оголеного ґрунту (BSI) та проаналізувано спеціалізовані композитні зображення, які індикативно відображають стан відкритого ґрунту в період весняного сніготанення та ранньовесняних опадів, коли ерозійна небезпека сягає абсолютного максимуму. Результати демонструють суттєву трансформацію агроландшафтів: супутникові дані 2026 року фіксують високу фрагментацію та збереження критично оголених ґрунтів на крутосхилах порівняно з 2020 роком. Хоча загальний показник NDVI на орних землях у 2026 році зріс через аномально ранній старт вегетації, ділянки, що залишилися під відкритим ґрунтом на схилах, є індикаторами підвищеної ерозійної небезпеки та ймовірного руйнування ґрунтової структури. Отримані дані підтверджують, що сучасна система землекористування на тлі глобальних кліматичних змін мультиплікує площинний змив та втрату гумусу, інтенсивність якої на еродованих ділянках регіону досягає 1,8 т/га на рік. Зникнення захисного біологічного екрана призводить до сегрегації ґрунтових часток, руйнування агрономічно цінних агрегатів та втрати органічної речовини. У статті доведено нагальну потребу у впровадженні ґрунтозахисних і ресурсоощадних технологій обробітку, контурно-меліоративного землеробства та суцільного залуження крутосхилів. Запропонований підхід використання інтегрованих геоінформаційних моделей для безперервного моніторингу ерозійних процесів дозволить оптимізувати просторове управління земельними ресурсами Прут-Дністровського межиріччя. Результати дослідження створюють фундаментальне наукове підґрунтя для розробки дієвих регіональних стратегій збереження біорізноманіття та відновлення родючості деградованих ландшафтів.
Посилання
1. Baliuk, S.A., & Tovazhnianskyi, L.L. (Eds.). (2010). Scientific and applied foundations of soil protection from erosion in Ukraine: monograph [Naukovi ta prykladni osnovy zakhystu hruntiv vid erozii v Ukraini: monohrafiia]. NTU «KhPI», 332–338. [in Ukrainian].
2. Budzhak, T. V. (2025). Anthropogenic impact on soil cover degradation in the Khotyn Upland. Scientific Bulletin of Chernivtsi University. Biology (Biological Systems), 17(1), 179-188 https://doi.org/10.31861/biosystems2025.01.179
3. Vitvitskyi, Ya., & Haskevych, V. (2022). Overcompaction of the Dniester upland chernozems under conditions of agrotechnical load [Pereushchilnennia chornozemiv Prydnisterskoi vysochyny v umovakh ahrotekhnichnoho navantazhennia]. The Scientific Issues of Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Geography, 53(2), 27–35. https://doi.org/10.25128/2519-4577.22.2.4. [in Ukrainian].
4. Voloshchuk, M. (2017). Soil degradation as a global ecological problem [Dehradatsiia hruntiv – hlobalna ekolohichna problema]. Visnyk of the Lviv University. Series Geography, 51, 63–70. https://doi.org/10.30970/vgg.2017.51.8738. [in Ukrainian].
5. Korzhyk, V.P., Chorney, I.I., Skilsky, I.V., Budzhak, V.V., Tokariuk, A.I., Nykyrsa, T.D., Smirnov, N.A., Hodovanets, B.Y., Buchko, V.V., & Meleshchuk, L.I. (2012). Khotyn Upland [Khotynska vysochyna]. DrukArt, 336 p. https://www.researchgate.net/publication/292972537_Hotinska_visocina_Khotyn_height_in_Ukrainian. [in Ukrainian].
6. Kostiuk, U., & Ridush, B. (2023). Lithological and stratigraphic conditions of karstification of the Miocene sulphate strata of the north-western slopes of the Khotyn Upland (vicinity of the Pohorylivka village) [Litoloho-stratyhrafichni umovy zakarstuvannia sulfatnoi tovshchi miotsenu pivnichno-zakhidnykh skhyliv Khotynskoi vysochyny (okolytsi s. Pohorylivka)]. Scientific Herald of Chernivtsi University: Geography, 845, 88–100. https://doi.org/10.31861/geo.2023.845.88-100. [in Ukrainian].
7. Mysko, K.A. (2016). Advantages of using NDVI in predicting erosion hazard [Perevahy vykorystannia NDVI pry prohnozuvanni eroziinoi nebezpeky]. Journal of Cartography, 16, 192–203. http://nbuv.gov.ua/UJRN/ktvsh_2016_16_19. [in Ukrainian].
8. Sharyi, H.I., Nesterenko, S.V., & Shchepak, V.V. (2020). Organic farming as a tool for soil protection [Orhanichne zemlerobstvo yak instrument okhorony hruntiv]. In Formation of sustainable land use: problems and prospects: collection of scientific works (pp. 74–77). Poltava. [in Ukrainian].
9. Shevchenko, O.V., Pron, O.S., & Chebotarova, I.V. (2024). The impact of climate change on land and agroecosystems degradation [Vplyv klimatychnykh zmin na dehradatsiiu zemel ta ahroekosystem]. Balanced Nature Using, 3, 116–124. https://doi.org/10.33730/2310-4678.3.2024.314921. [in Ukrainian].
10. Achasov, A., Achasova, A., Siedov, A., & Seliverstov, O. (2025). Geoinformation modeling of the risk of water erosion of soils. In XVIII International Scientific Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”. (“18th International Conference Monitoring of Geological Processes and ...”) Kyiv. https://eage.in.ua/wp-content/uploads/2025/04/Mon25-015.pdf
11. European Space Agency. (2015–2023). Sentinel-2 MSI – MultiSpectral Instrument data. Copernicus Open Access Hub. https://dataspace.copernicus.eu/
12. Trofymenko, P., Myslyva, T., Bezhodkova, Yu., Trofimenko, N., Lyashenko, D., & Balaev, A. (2023). Assessment on the scale on soil erosion in the agrolandscapes on the Forest-Steppe on Ukraine according to the RUSLE model. (“Assessment on the Scale on Soil Erosion in the Agrolandscapes on the ...”) In XV International Scientific Conference "Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment". (“18th International Conference Monitoring of Geological Processes and ...”) https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023500024
13. Vakhnyak, V., Khomovyi, M., Trach, I., Yavorov, V., & Petryshche, O. (2025). (“Mykhailo Khomovyi”) (“Mykhailo Khomovyi”) The role of restoring degraded soils in ensuring food security in the agro-industrial sector. Scientific Horizons, 28(2), 73–88. https://doi.org/10.48077/scihor2.2025.73
