Środowisko rolnicze od dłuższego czasu zwraca uwagę na niedoskonałości Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej (SMSR). Wielkopolska Izba Rolnicza wielokrotnie przesyłała Ministrowi Rolnictwa i Rozwoju Wsi krytyczne uwagi do funkcjonowania monitoringu wraz z propozycjami wykorzystania nowoczesnych technik aby rozwiązać problem niewystarczającej dokładności wskazań systemu. Podobne działania podejmują także pozostałe izby rolnicze. Resort Rolnictwa, w odpowiedzi na pismo Krajowej Rady Izb Rolniczych kierujące do ministerstwa krytyczne wnioski Kujawsko-Pomorskiej Izby Rolniczej, poinformował o podjęciu działań zmierzających do wdrożenia nowatorskich rozwiązań poprawiających dokładność danych spływających do Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej.
Miejmy nadzieję, że zauważane przez wszystkich rolników ułomności oceny występowania suszy rolniczej zostaną zniwelowane po wdrożeniu proponowanych rozwiązań.
Poniższy tekst i ilustracje pochodzą ze wspomnianego wyżej pisma Sekretarza Stanu Szymona Giżyńskiego do Prezesa Krajowej Rady Izb Rolniczych Wiktora Szmulewicza.
W Ministerstwie Rolnictwa i Rozwoju Wsi prowadzone są analizy, mające na celu wdrożenie nowych technologii w rolnictwie, w tym teledetekcji. Niewątpliwie teledetekcja jest narzędziem umożliwiającym wnikliwą obserwację stanu i procesów zachodzących w rolniczej przestrzeni produkcyjnej. Rozwój technologii obserwowany w ostatnich latach wskazuje, że niebawem metody zdalnej obserwacji będą głównymi metodami analitycznymi i w dużym stopniu wyeliminują bezpośrednie obserwacje. Jednak w najbliższych latach technologie zdalnej obserwacji ziemi nie wyeliminują w pełni innych metod. Powodem tego są ograniczone możliwości prowadzenia obserwacji w zakresie widzialnym i w podczerwieni (głównie ze względu na zachmurzenie) oraz wciąż prowadzone są prace naukowo-badawcze nad interpretacją danych radarowych. Niemniej jednak, metody teledetekcyjne są obecnie implementowane w Systemie Monitoringu Suszy Rolniczej (SMSR) prowadzonym przez IUNiG-PlB i od bieżącego roku będą stanowić jeden z elementów modelowania map klimatycznego bilansu wodnego.
W celu umożliwienia efektywnego wdrożenia teledetekcji w SMSR Instytut nawiązał współpracę z Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym. Centrum posiada zaawansowaną infrastrukturę obliczeniową i bazodanową, dzięki której istnieje możliwość efektywnego gromadzenia satelitarnych danych obrazowych oraz ich przetwarzania. Zatem 2020 r. przyniesie zmiany w analizowaniu przez IUNG-PIB danych meteorologicznych. Dotychczasowe mapy opadów, które były interpolowane na podstawie danych pochodzących z sieci stacji meteorologicznych, będą uzupełniane mapami opadów bazujących na danych z radarów naziemnych sieci POLRAD. Mapy opadów będą kartowane opracowanym autorsko w IUNG-PIB algorytmem, którego danymi wejściowymi będą: dane radarowe poziomu GRS, dane opadowe z sieci monitoringu suszy IUNG-PIB oraz model wysokościowy. Modyfikacja ta pozwoli przede wszystkim na znaczące uszczegółowienie zasięgu opadu, w tym epizodycznych i burzowych (rysunek 1). Dzięki temu będzie można zróżnicować opady na obszarze gmin, a najmniejszą efektywną jednostką określającą wartość opadu będzie pixel o rozmiarze 250x250 metrów. W związku z tak daleko idącym uszczegółowieniem zróżnicowania pól opadowych, będzie możliwe praktycznie określanie wpływu suszy dla poszczególnych pól. Po pierwszym (pilotażowym) roku, funkcjonalność ta pozwoli na pełną kalibrację nowej metody w SMSR.
Proponowane podejście wiąże się z wystarczającym określeniem wpływu warunków środowiskowych decydujących o plonowaniu, czyli w sposób precyzyjny zostanie określony opad atmosferyczny, ewapotranspiracja oraz warunki glebowe. Natomiast o zróżnicowaniu plonu tej samej uprawy na sąsiadujących polach, będzie decydować tylko agrotechnika.
Ponadto, w bieżącym roku, na podstawie porozumienia z Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym, opracowywany został przez Instytut system monitoringu całej przestrzeni rolniczej w kraju z zastosowaniem następujących zobrazowań satelitarnych:
• Sentinel-1: wysokorozdzielcze zdjęcia radarowe,
• Sentinel-2: wysoko rozdzielcze zdjęcia w zakresie widzialnym i podczerwieni,
• Landsat-8: zdjęcia w zakresie widzialnym, podczerwieni i termalne.
Docelowo pion teledetekcyjny ma wspierać, weryfikować i analizować zasięg oraz stan upraw w skali poszczególnych działek rolnych. W 2021 r. zostanie włączony pilotażowo do SMSR, a pełną funkcjonalność analityczną ma uzyskać w 2022 r.
Rozważając wprowadzenie metod teledetekcyjnych w SMSR, należy zwrócić uwagę na sieć stacji meteorologicznych, która jest rozbudowywana w każdym roku prowadzenia monitoringu (w 2007 r., tj. w pierwszym roku prowadzenia SMSR dysponowano danymi meteorologicznymi pochodzącymi z 227 stacji, a obecnie jest ich 715). Jest ona odpowiedzią na braki tych stacji, zwłaszcza na Niżu Polski, w systemie IMGW-PIB, który skierowany jest przede wszystkim na monitoring zagrożenia powodziowego. Sytuację tę obrazuje mapa na rysunku 2, która przedstawia trend lokalizowania stacji i posterunków opadowych IMGW-PIB w górach i obszarach dorzeczy na południu kraju.
Natomiast na Niżu Polskim ilość tych stacji jest ograniczona, przez co kartowanie map opadów jest utrudnione i w niektórych regionach może budzić poważne wątpliwości. Odpowiedzią na tą sytuację jest systematyczne uzupełnianie sieci przez lokalizacje kolejnych stacji w regionach rolniczych pozbawionych takiej infrastruktury. Sieć SMRS wykorzystuje również stacje meteorologiczne innych instytucji (COBORU, ODR), co znacznie poprawia wyniki monitoringu suszy oraz wpływa na. optymalne wykorzystanie środków pochodzących z budżetu państwa. Obecnie stacje IUNG-PIB stanowią ważny element osłony meteorologicznej rolnictwa w Polsce. Stanowią też istotny element we wdrażaniu metod satelitarnych, które w najbliższych latach będą musiały być weryfikowane w oparciu o dane naziemne.
Należy również zauważyć, że sieć stacji meteorologicznych IUNG-PIB uzupełniana jest siecią monitoringu wilgotności gleby, co podnosi możliwości implementacji metod zdalnych (Rysunek 3).
Rysunek 3. Sieć monitoringu wilgotności gleby. Źródło: IUNG-BIP
Naturalne zróżnicowanie retencji wody w środowisku wynika głównie ze zmiany uziarnienia gleby i ma bezpośredni wpływ na poziom zagrożenia suszy i straty powstałe w plonach. Aktualnie w SMSR wykorzystywana jest mapa kategorii podatności gleb na suszę, która odzwierciedla potencjalną retencję wody ogólnie dostępnej (WOD) dla roślin. Mapa kategorii opracowana została na podstawie informacji o uziarnieniu oraz kompleksach rolniczej przydatności gleb zawartej na mapie glebowo-rolniczej w skali 1:25 000. Stosunki wodne gleb położonych w zasięgu oddziaływania wód gruntowych uległy w ostatnich kilkudziesięciu latach zmianie na skutek zmian klimatycznych oraz oddziaływania systemów melioracji wodnych. Zmiany te dotyczą głównie gleb organicznych, trwałych użytków zielonych, ale również gleb mineralnych gruntów ornych położonych w naturalnych obniżeniach i pozostających pod wpływem oddziaływania wód gruntowych, a także gleb trwałych użytków zielonych przekształconych w ostatnich latach na grunty orne. Prawidłowe ustalenie stosunków wodnych oraz właściwe określenie kategorii podatności wymienionych gleb na suszę wymaga wykorzystania dodatkowej informacji o aktualnym poziomie wód gruntowych. Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy jest w trakcie opracowania Mapy hydrogeologicznej Polski (MhP), która obejmuje również wyznaczenie pierwszego poziomu wodonośnego. Zakończenie zaplanowane jest na lata 2024-2025. Pozyskanie informacji o głębokości zalegania wód gruntowych na obszarach, na których stosunki wodne uległy znaczącym zmianom w ostatnich kilkudziesięciu latach umożliwi znaczne zwiększenie dokładności oceny zagrożenia suszy w SMSR i oceny strat plonów wywołanych przez suszę.
Opracowanie: Kornel Pabiszczak
Źródło Wielkopolska Izba Rolnicza http://www.wir.org.pl/
