Пространственно-временная эволюция и драйверы производственно-жилого-экологического землепользования на северных склонах Тянь-Шаня с использованием анализа сложных сетей

Почему этот уязвимый регион важен

Северный склон китайского Тянь-Шаня втискивает фермы, населённые пункты и дикие пейзажи в узкую полосу земли. Он производит зерно, хлопок и животноводческую продукцию для страны, но также содержит пустыни, степи и реки, питаемые снегом, которые поддерживают жизнь этого оазиса. По мере распространения городов и полей они конкурируют с природными территориями, которые защищают почву, воду и климат. В этом исследовании ставится простой, но неотложный вопрос: как здесь меняется баланс между землёй для производства, землёй для жизни и землёй для природы, и что движет этими изменениями?

Пейзаж под давлением

Исследователи делят всю землю на три повседневные функции: земля для производства пищи и сырья, земля, где люди живут и работают, и земля, которая в основном поддерживает природу. На северном склоне Тянь-Шаня природные территории по-прежнему доминируют, занимая более 60 процентов площади. Большая часть этого — пустыни, оголённые скалы и уязвимые пастбища, с меньшими участками лесов, водно-болотных угодий, рек и озёр. Плодородные земли и пастбища заполняют более зелёные оазисы, а города, деревни и промышленные объекты располагаются вдоль дорог и возле административных центров. Эта смесь образует классический пояс «гора–оазис–пустыня», где человеческая деятельность полностью зависит от воды и почвы, поступающих из высоких гор.

От травы и песка к полям и городам

Используя спутниковые карты землепользования за 2000–2023 годы, команда отслеживает, как каждый тип земли расширяется или сокращается. За два десятилетия природные экологические земли сократились более чем на 5 000 квадратных километров, хотя по-прежнему занимают большую часть региона. Напротив, пашни и пастбища выросли почти на 3 700 квадратных километров, а земли под города и промышленность увеличились более чем на 1 600 квадратных километров. Наибольшим выигравшим оказались сельскохозяйственные земли, которые увеличились примерно на 4 500 квадратных километров. Урбанизированные и промышленные территории выросли ещё быстрее в процентном выражении — площадь промышленной земли выросла более чем в три раза — хотя они всё ещё занимают небольшую долю общей площади. Большая часть этого нового освоения пришлась на пастбища и другие экологически важные территории.

Рассматривая землю как связанную сеть

Вместо того чтобы рассматривать каждое изменение землепользования как изолированную замену, авторы заимствуют инструменты сетевой науки — те же идеи, которые используются для изучения социальных сетей или энергосистем. Они рассматривают каждый тип земли как «узел», а каждую конверсию из одного типа в другой как «связь». Это позволяет увидеть, какие типы находятся в центре изменений, насколько легко земля может переключаться с одного использования на другое и насколько стабильна вся система. Выделяются три ключевых узла: природное пастбище, земли для скотоводства и пашни. Пастбища и земли для скотоводства в значительной степени превращаются в пашни, в то время как пашни и природные территории, в свою очередь, питают рост городов и заводов. В среднем любой тип земли можно достичь из другого чуть более чем за один шаг в этой сети, что означает, что система сильно связана и, что тревожно, легко поддаётся нарушениям.

Что движет сдвигом

Чтобы выяснить, что побуждает эти преобразования, исследование объединяет данные о климате, рельефе, населении и экономике на уровне уездов. Тепло, а не осадки, оказывается главным природным фактором, определяющим расширение пашен в этом орошаемом регионе: территории с достаточным теплом для выращивания культур и достаточным количеством рабочей силы испытывают наибольший рост производственных земель. Рост населения и повышение доходов сильно стимулируют распространение городов и промзон, особенно вблизи крупных дорог и административных центров. Крутые склоны и суровые высокогорные условия служат частичной защитой, затрудняя продвижение ферм и городов вглубь гор и помогая участкам экологической земли сохраняться или восстанавливаться. Национальные политики «Западного развития» и сельскохозяйственные субсидии дополнительно поощряли расширение сельского хозяйства и быструю урбанизацию, хотя они прямо и не измерялись в моделях.

Что это значит для будущего

Для неспециалиста ключевой вывод ясен: северный Тянь-Шань управляет своей системой землепользования в режиме высокого риска и низкой устойчивости. Природные территории формально всё ещё доминируют, но их постепенно рассекают фермы и расширяющиеся города, при этом пастбища и деградирующие окраины пустынь несут наибольший ущерб. Поскольку сеть землепользования настолько плотно связана, изменения в одной части — например новый оросительный проект или промышленный парк — могут быстро распространиться по всей системе. Авторы утверждают, что ключевые типы земель, такие как пастбища, скотоводческие угодья и пашни, должны управляться как стратегические узлы, с более строгой защитой уязвимых экосистем и более разумными ограничениями на городскую застройку. В противном случае текущая модель роста будет трудно поддерживать без подрыва самой экологической основы, которая обеспечивает существование этого оазиса.

Цитирование: Zhang, Z., Liu, Z., Yin, X. et al. Spatiotemporal evolution and drivers of production-living-ecological land in the northern Tianshan Mountains using complex network analysis. Sci Rep 16, 6283 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35910-x

Ключевые слова: изменение землепользования, Тянь-Шань, превращение пастбищ, расширение городов, стабильность экосистемы