Новые подходы к геоэкологическому анализу и прогнозу антропогенной трансформации ландшафтов Крыма Работу выполнила ст. гр. Кс-41 Лепешенкова Мария

Построение карты современных ландшафтов Крыма с последующей оценкой антропогенной трансформации естественных ландшафтов на основе концепции антропогенной Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучена структура землепользования и определены основные виды использования земель Крыма; построены карты современного использования территории Крыма и современных ландшафтов Крыма; выявлены и проанализированы факторы трансформации ландшафтов, осуществлена экспертная бальная оценка степени их влияния на территорию; проведено дешифрирование серии мультиспектральных космических снимков различного разрешения с последующим картографированием структуры землепользования; выполнено геоинформационное математико-картографическое моделирование территории Крыма с применением информационно-градиентного подхода и использованием компьютерного симулятора – SWAT-модели; построен ряд ландшафтно-геофизических и ландшафтно-геохимических карт, характеризующих современное состояние ландшафтов Крыма; построены карты естественной и антропогенной экотонизации методом расчета приращения информационных градиентов на единицу площади по регулярной сетке 5 х 5 км; проведена полевая верификация и калибровка рассчитанной модели антропогенной экотонизации; осуществлена оценка антропогенной трансформации ландшафтов Крыма.

Фондовые материалы (схемы землеустройства сельскохозяйственных предприятий, расположенных на территории Автономной Республики Крым). Данные социально-экономической статистики о – современном состоянии основных отраслей сельскохозяйственного производства (растениеводство, птицеводство, овцеводство, выращивание крупного рогатого скота и пр.); – современном состоянии основных отраслей промышленного производства региона; – состоянии поверхностных и подземных вод региона; – современном использовании региона в рекреационных целях; – характеристиках охотничьих хозяйств. Материалы полевых исследований – контуры растительных сообществ, нанесенные на внутрихозяйственные схемы землеустройства сельскохозяйственных предприятий; – данные системы кадастровых точек (заложенные с помощью GPS-приемников) для создания геоинформационной базы данных; – геоботанические описания растительности, данные количественных и качественных учетов фауны. Современное ГИС обеспечение и другие технологии – программные продукты Esri (ArcGIS 9.3; ArcView 3.2 a), предоставляющие широкие возможности по сбору, хранению и пространственно-временному анализу географических данных; – данные дистанционного зондирования Земли – космические снимки Landsat 7-ETM; – цифровые электронные карты Крыма; – прибор наземного позиционирования (eTrex Venture GARMIN). Методология и методика проведенного исследования опиралась на теоретико-методологические положения, разработанные в отечественной географии, картографии, дистанционном зондировании, геоинформатике, ландшафтоведении и ландшафтной экологии. Для решения поставленных задач использовалось следующее информационно-географическое обеспечение и источники:

Для составления схемы современного использования территории, карт биотопического деления, современного растительного покрова, распределения различных видов животных и их отдельных таксономических групп, для выявления территорий, перспективных для различных видов деятельности (в том числе и для организации объектов ПЗФ), использовался следующий алгоритм. В процессе экспедиционных исследований на внутрихозяйственные схемы землепользования наносились контуры растительных сообществ, включающие основные типы растительности: степные, луговые, солончаки, гидрофильные и т.д. С помощью GPS-приемника уточнялись границы различных биотопов, закладывались площадки или кадастровые точки, координаты которых также определялись с помощью GPS. Одной из составляющих полевых исследований являлось составление полного флористического и фаунистического списка. Камеральная обработка. Для анализа территории Крыма были обработаны космические снимки Landsat 7 – ETM и выполнено их дешифрирование. С учетом особенностей территории и на основе Земельного Кодекса разрабатывался классификатор типов современного использования территории. С использованием космического снимка и схем внутрихозяйственного землеустройства создавалась схема современного использования территории. С этой схемой увязывались контуры растительных сообществ, полученные при экспедиционных исследованиях и нанесенные на космические снимки. На основании классификатора ландшафтных выделов для кадастровых точек был разработан бланк учета, в котором отражались их характеристики по ряду параметров: рельеф, почвы, биотопическая изученность, тип растительности, степень нарушенности и т.д. Затем, опираясь на ландшафтную карту Крыма (Гришанков, 1974), путем оверлейного совмещения карты современного использования территории была построена карта «Современных ландшафтов Крыма» (рис. 1). Рис. 1. Карта современных ландшафтов Крыма.

После этого, на основе расчёта количества ландшафтных выделов на единицу площади (по сетке 5 х 5 км) по карте восстановленных ландшафтов и по карте современных ландшафтов, были построены карты естественной и антропогенной экотонизации. В основе построения этих карт лежит метод расчета максимального приращения информационных градиентов на единицу площади. Карта антропогенной экотонизации отражает степень антропогенной трансформации ландшафтов Крыма (рис. 2). По сути, эта карта является геоинформационной моделью, хотя и требует дальнейшей калибровки и повышения точности. Но уже на этом этапе моделирования можно констатировать, что она является хорошей основой для дальнейшего прогнозного моделирования трансформации ландшафтных комплексов путем компьютерной симуляции экологических ситуаций и изменений в структуре землепользования. Такие изменения, в свою очередь, во многом определяются гидроклиматическими параметрами среды. Рис. 2. Карта антропогенной трансформации ландшафтов Крыма.

Задача прогнозного моделирования экологических ситуаций требует разработки и внедрения новых интегрированных систем динамического моделирования. Наиболее разработанной и апробированной в настоящее время системой комплексного прогнозного моделирования является симулятор возможных состояний бассейновой системы – SWAT(Soil and Water Assessment Tool). Эта модель получила признание во всем мире как наиболее эффективный и научно-обоснованный инструмент описания, прогноза и оценки состояния почвенной и гидрологической составляющей в состоянии современных ландшафтных бассейновых систем. Для построения SWAT-модели нами была рассчитана в первом приближении прогностическая модель состояния ландшафтных комплексов на территорию Крыма. Результаты расчетов представлены в виде пространственной базы данных (более 100 параметров) и могут быть визуализированы средствами ArcGIS. Примеры визуализации данных прогноза приведены на рис. 3. Рис. 3. Примеры визуализации данных прогноза различных показателей, характеризующих состояние современных ландшафтов Крыма в условиях их антропогенной трансформации.

Вывод Таким образом, результаты симуляционного прогнозирования ландшафтных параметров позволяют нам перейти от качественных оценок (установление экспертным путем баллов оценки) к количественным показателям состояния ландшафтных комплексов с учетом их антропогенной трансформации. Предложенный подход является лишь первым шагом на пути геоинформационной формализации критериев и параметров геоэкологического оценивания и прогноза трансформации структуры ландшафтных комплексов.

Список литературы Литература Бобра Т.В. К вопросу о сущности экотонов и экотонизации геопространства. // Материалы конференции «Ландшафты и геоэкологические проблемы Днестровско-Прутского региона», декабря, Черновцы, 2005, С Бобра Т.В., Лычак А.И. Единая ГИС Черного моря. Проект EnviroGRIDS 7 рамочной программы Европейского союза в Черноморском бассейне и современные тенденции ГИС-технологий. // Компьютерное проектирование и технический документооборот. 2010, 3, С Бойчук В.В., Марченко А.С. Фон и вариации элементов физико-географической среды. М. Наука, – 64 с. Лычак А.И., Глущенко И.В. Теоретико-методологические основы геоинформационного моделирования экологических состояний геосистем (на примере анализа лесорастительных условий в горном Крыму). // Ученые записки ТНУ. Серия География. 2003, Т 16 (55), С