Исследование механизмов изменения пахотных земель в пригородной зоне с использованием байесовских сетей

Почему исчезающие поля на окраине города имеют значение

На периферии быстрорастущих городов там, где раньше были рисовые чеки и огороды, часто появляются многоэтажки и автомагистрали. Это изменение — не просто локальная проблема для фермеров: оно влияет на продовольственную безопасность, контроль паводков и даже на облик целых регионов. В этом исследовании подробно рассмотрен Наньчан, быстро развивающийся город в центральном Китае, чтобы понять, как и почему сокращается сельскохозяйственная земля в пригородной зоне — и что можно сделать, чтобы защитить её по мере городского роста.

Где город сталкивается с деревней

Пригородная зона — это размытый, постоянно меняющийся пояс между плотным городским центром и открытой сельской местностью. В этих районах фабрики, новые жилые комплексы и традиционные деревни соседствуют бок о бок. Из‑за такого смешения и быстрого темпа изменений эту зону долгое время было трудно картографировать и управлять ею. Авторы разработали новый способ отслеживания этой полосы на протяжении более двух десятилетий, используя спутниковые снимки, карты землепользования, данные ночной освещённости и статистику по населению, дорогам и экономике. Их модель делит территорию Наньчана на три типа — городскую, пригородную и сельскую — на основе степени фрагментации ландшафта, доли застроенных земель и скорости изменения землепользования.

Ослепление города: как он распространяется

Применив этот метод к данным за 2000–2024 годы, команда обнаружила, что пригородная зона Наньчана существенно расширилась. Она выросла с примерно 12 000 гектаров до более чем 54 000 гектаров и превратилась из узкого кольца вокруг городского ядра в широкий U‑образный пояс, охватывающий основную застроенную территорию. Внутри этой зоны картина использования пахотных земель была однозначной: на протяжении всех периодов изучения площади, уходящие из сельского хозяйства, превышали площади, вовлекаемые в него. Особенно уязвимыми оказывались большие непрерывные поля, близкие к центру; новая сельхозземля чаще появлялась дальше от города, в разбросанных, меньших участках. Со временем это приводило к большей фрагментации участков, что усложняло и делало менее эффективным ведение хозяйства.

Куда девается утраченная земля

Исследование подробно рассмотрело трансформацию пахотных земель. Каждый участок прослеживали во времени — оставался ли он в культивации, переходил ли к другим видам использования или преобразовывался из иных земель в поля. Большая часть исчезнувших пахотных земель превратилась в земли застройки для жилья, промышленности, дорог или других городских нужд; меньшая доля стала водоёмами или экологическими территориями, такими как леса и луга. Хотя городские власти и возвращали часть земель в культивацию — часто переводя в пашню застроенные участки, водные пространства или леса — эти «приходящие» площади были слишком малы, чтобы компенсировать постоянный отток. В результате в пригородной зоне наблюдается чистая потеря пахотных земель, несмотря на попытки компенсировать изъятия другими мерами.

Выявление скрытых движущих сил

Чтобы выйти за рамки простых карт и итоговых цифр, исследователи использовали модель байесовской сети — разновидность вероятностной диаграммы, связывающей причины и следствия. В модель были введены данные о рельефе, расстоянии до рек, расстоянии до основных дорог и до центра города, наличии охраняемых пахотных зон, официальной границе городского роста и уровнях населения и экономической активности. Модель показала, что главным драйвером потери пахотных земель является их занятие строительством — городские проекты, отбирающие поля, — особенно в зонах, близких к дорогам и городским коммуникациям. Экологические проекты, такие как создание парков или восстановление влажных территорий, тоже влияют, но в куда меньшей степени. Политические инструменты, например зоны постоянных основных пахотных земель, помогают замедлить конверсию, но в пригородной зоне они по‑прежнему слабее воздействия новых транспортных связей и девелопмента недвижимости.

Баланс роста и земли под нашими ногами

Для неспециалистов вывод прост: на городской окраине дороги и здания почти всегда побеждают поля, если не введены сильные и адресные меры защиты. В пригородной зоне Наньчана пахотные земли были оттеснены наружу, раздроблены и постепенно сокращаются по мере роста города. Авторы утверждают, что будущая застройка должна меньше распространяться на новые поля и больше сосредотачиваться на улучшении существующих городских территорий, тщательной координации транспортных проектов с защитой пахотных земель и использовании постоянных зон пахотных земель в качестве твёрдой отправной точки. Их методы и предупреждения применимы ко многим растущим городам мира, которые пытаются одновременно прокормить людей, обеспечить им жильё и сохранить землю, дающую оба этих ресурса.

Цитирование: Wang, J., Zhu, Z., Chen, M. et al. Study on the driving mechanism of cultivated land change in the urban–rural fringe with Bayesian network modeling. Sci Rep 16, 5599 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35760-7

Ключевые слова: пригородная зона, пахотные земли, урбанизация, изменение землепользования, байесовская сеть