# Тематические информационные блоки для комплексного ГИС картографирования морских экосистем

Polina Lemenkova

► To cite this version:

Polina Lemenkova. Тематические информационные блоки для комплексного ГИС картографирования морских экосистем. The 6th Technological Structurs: Mechanisms and Perspectives on the Development, Ugra State University, Nov 2015, Khanty-Mansiysk, Russia. pp.42-44, <10.6084/m9 figshare.7210994>. <hal-02018796>

HAL Id: hal-02018796

https://hal.science/hal-02018796

Submitted on 14 Feb 2019

HAL is a multi-disciplinary open access archive
for the deposit and dissemination of scientific re-
search documents, whether they are published or not.
The documents may come from teaching and research
institutions in France or abroad, or from public or pri-
vate research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est des-
tinée au dépôt et à la diffusion de documents scien-
tifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant
des établissements d'enseignement et de recherche
français ou étrangers, des laboratoires publics ou
privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>
ТЕМАТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ БЛОКИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО
ГИС КАРТОГРАФИРОВАНИЯ МОРСКИХ ЭКОСИСТЕМ

П. А. Леменкова

Преимущества и перспективы комплексного геоинформационного картографирования морских экосистем очевидны в свете интенсивного развития ГИС картографии за последние 20 лет. Целесообразность применения геоинформационных технологий в изучении морских акваторий определена их эффективным применением для анализа взаимосвязей между сложными географическими явлениями и процессами в комплексных морских экосистемах и выработки алгоритма районирования экосистем на основе всей доступной тематической информации. Настоящая работа представляет разработанную методику геоинформационного картографирования морей Арктики в качестве примера использования геоинформационных технологий для мониторинга состояния морских экосистем. Предложенная методика морского геоэкологического картографирования в масштабах 1:5млн-1:20млн предназначена в первую очередь для природоохранных институтов, занимающихся проектированием экологических карт и осуществлением экологического контроля и мониторинга морских бассейнов. Карты, составленные по данной методике, могут служить основой для решения задач моделирования динамики морских экосистем в зоне особо интенсивного антропогенного воздействия (например, на шельфе и очагах нефтедобычи).

В результате работы над ГИС проектом и апробации разработанной методики на примере Арктического бассейна и Баренцева и Печорского морей составлены редакционные указания на следующие тематические блоки.

Блок 1 – базовый, включающий инвентаризационные карты, демонстрирующие характер пространственного распределения загрязнителей по отдельным акваториям Арктических морей и уровень загрязнения отдельных компонентов природной среды различными типами загрязнителей. Карты данного блока должны отражать природные условия и ресурсы Арктического бассейна, содержать основу для разработки следующих тематических карт, в т. ч. прогноза дальнейшего экологического развития акватории, и имеют информационно-справочный характер. Показывая местоположение существующих источников загрязнения и ареал их распределения в пределах акватории, они должны давать возможность анализа особенностей направления их миграции. В данном блоке предложено к разработке 20 тематических карт: содержание нефтяных углеводородов в придонном слое вод Баренцева моря содержание тяжелых металлов в толще морской воды (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) – 7 карт загрязнения морской воды радионуклидами (¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, ²³⁹,²⁴⁰Pu, ⁹⁰Sr)–3 карты содержания радионуклидов (¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, ²³⁹,²⁴⁰Pu, ⁹⁰Sr) в толще морской воды Арктического бассейна, 1:20млн; загрязнение морской воды хлорорганическими соединениями (сумма ДДТ, Σ ГХЦГ, Σ ПХБ) –3 карты, комплексное содержание тяжелых металлов (поэлементно) в тканях рыб и морских животных Арктики (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn), 1:20млн; содержание тяжелых металлов в организмах зоопланктона Арктики (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn), 1:20млн, содержание тяжелых металлов в донных осадках Арктики, 1:20млн; выбросы тяжелых металлов (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) в атмосферу и очаги их распространения, 1:20млн; Cs-137 в донных осадках Печорского моря.

Блок 2 охватывает карты динамики нарушений отдельных компонентов природной среды в акваториях Арктических морей демонстрируют динамику развития негативных экологических процессов, обусловленных чрезмерным техногенным воздействием по данным за различные временные периоды, охватывающие 35 лет. Карты данного блока показывают масштабы загрязнений и развитие негативных процессов и явлений по разным датам, что дает возможность анализа тенденций развития процессов для их дальнейшей оценки и прогнозирования
тренда вероятных изменений в дальнейшем при условии сохранения уровня и характера ан-
тропогенной нагрузки. Карты должны отражать направленность развития катастрофических
процессов во времени, иметь аналитический характер и содержать основу для разработки про-
гнозных экологических карт, в т. ч. карт оценки риска. В блоке данной серии предложены к
разработке карты: разрушение берегов Арктических морей Российского сектора, 1:10млн, со-
кращение площади криолитозоны и изменения в гляциосфере Арктических морей за 1985-
2015, 1:10млн, карта динамики нефтяных загрязнений Арктического бассейна за 1985-2015,
1:20млн, динамика загрязнения морской воды полициклическими ароматическими углеводо-
родами (сумма ПАУ) за 1985-2015, динамика нефтяных загрязнений Баренцева моря за 1965-
2015, 1:20млн, нарушения растительного покрова прибрежно-шельфовых территорий Аркти-
ческого бассейна, 1:20млн.

Блок 3 состоит из оценочных карт комплексного экологического мониторинга Арктиче-
ских морей, представленных картами оценки риска нарушений природных экосистем, приро-
доохранного мониторинга и прогнозирования развития состояния экосистем. Карты предло-
жено составить на основе использования инвентаризационных карт и карт динамики. При со-
здании карт данного блока оцениваются диапазоны изменчивости отдельных компонентов
экосистем и основных системообразующих элементов. Данный блок представлен следую-
щими картами (10 тематических карт в разном масштабном ряду): охраняемые территории и
заказники Арктических морей Российской Арктики, масштаб 1:10млн, оценка риска геологи-
ческих нарушений в результате разработок добычи полезных ископаемых, масштаб 1:20млн;
оценка продуктивности биомассы зоопланктона Арктического бассейна, 1:10млн; оценка
риска изменений жизнедеятельности обитателей Арктической фауны в результате комплекс-
ных техногенных воздействий, масштаб 1:10млн; оценка риска возникновения неблагоприят-
ных ситуаций по акваториям Арктического бассейна, масштаб 1:10млн; прогнозирование и
оценка последствий выбросов в акваторию Баренцева моря нефтяных углеводородов прогно-
зирование и оценка последствий выбросов в акваторию Баренцева моря радиоактивных ве-
ществ (¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, ²³⁹,²⁴⁰Pu, ⁹⁰Sr) прогнозирование и оценка последствий выбросов в акватории
Арктического бассейна химических веществ (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) прогнозирование и
оценка последствий выбросов в акваторию Баренцева моря химических веществ (Cd, Cr, Cu,
Hg, Ni, Pb, Zn) прогнозирование и оценка последствий выбросов в акваторию Баренцева моря
хлорорганических соединений (сумма ДДТ, ГХБ, Σ ГХЦГ, Σ ПХБ).

Блок 4 включает в себя итоговые карты геоэкологического районирования экологической ситуации региона. Геоэкологическое районирование проводится на основе пространственно-географического анализа используя принципы районирования, разработанные в трудах [1], [2], [3] и других ученых. В качестве индикаторов, использованных при районировании акваторий, выбраны самые информативные признаки состояния экосистем: химический состав морской воды, величины концентраций загрязнителей в составе донных отложений и процессы разрушения отдельных компонент экосистемы. В данном блоке предлагаются к разработке карты экологического районирования Печорского моря (м-б 1:5млн); экологического районирования Баренцева моря, м-б 1:15млн и комплексного районирования Арктического бассейна, м-б 1:20млн.

Блок 5: Дополнительные материалы. В качестве отдельного блока дополнительной информации в ГИС-проекте используются экологические данные о состоянии речных вод, впадающих в моря Арктического бассейна: происхождение, состав и нагрузка сточных вод, их загрязнение органическими веществами и бактериям характеристики поверхностных стоков, физико-химические и биологические параметры качества вод, точечные источники загрязнения, связанные с промышленностью и коммунально-бытовыми отходами на прибрежных территориях источники диффузного загрязнения, связанные с использованием в сельском хозяйстве удобрений и пестицидов.

При этом геоэкологическое районирование акваторий осуществляется на основе двух этапов районирования – географического и экологического районирования, являясь результатом итоговой оценки, проведенной на основе анализа районов, выделенных на этих двух этапах,
на результат их пересекаемости. В качестве информации о географическом районировании используются карты тематического районирования Арктического бассейна из картографического банка данных, а также карты районирования тематических (геоморфологических, гидролого-гляциологических, криолитологических и др.) компонентов Арктического бассейна. Геоэкологическое районирование акваторий проводится с использованием методов ГИС картографирования как результат логических операций на взаимное перекрывание и пересекаемость полигонов, накладывающихся в разных векторных слоях, где полигонами являются, географические и экологические районы Арктики, выделенные в результате двух предварительных стадий районирования акваторий. Районирование лучше осуществлять на примерах трех масштабных уровней: на глобальном уровне – районирование Арктического бассейна в целом, на региональном уровне – Баренцева моря, на локальном уровне – Печорское море. Экологические карты создаются на завершающем этапе, являясь итоговой оценкой сложившейся на данный момент ситуации изучаемых акваторий.

Исследования экологического состояния Арктических морей, проведенные на основе разработанной методики, характеризуют его на современном этапе, дают его интегральную оценку и направленность региональных изменений, служат информационной базой для природоохранного мониторинга. Разработанные принципы ГИС картографирования и методика построения экологических карт Арктики позволят применять их как универсальную схему моделирования состояния экосистем также и других акваторий, что способствует повышению эффективности изучения морских экосистем и служат концептуальной основой регионального геоэкологического картографирования океанов. Разработанная методика рекомендуется к апробации на примере серии карт Арктики в целом и Баренцева моря в частности в масштабах 1:5млн-1:20млн, что доказывает применимость предложенного подхода к картографированию морей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мильков Ф. Н., Физико-географический район и его содержание. М., 1956

2. Михайлов Н. И., Физико-географическое районирование. М., 1967

3. Прокаев В. И. Основы методики физико-географического районирования. Л., 1967