Реферат: Изучение экологического состояния территории Большеземельской тундры с использованием методов дистанционного мониторинга

Министерствовысшего образования

Сыктывкарскийгосударственный университет

Курсовая Работа

по теме:Изучениеэкологического состояния территории Большеземельской тундры с использованиемметодов дистанционного мониторинга

Работувыполнил:

студентIIIкурса 234 группы

ШулеповКонстантин Алексеевич

Научные руководители:

Братцев Андрей Адольфович, к.г.н., зав.отделом геоинформационных иучебных технологий СыктГУ.

Елсаков В.В., к.б.н., зав.отделом экосистемного анализа и ГИСтехнологий Института биологии Коми НЦ УрО РАН

Сыктывкар 2004

Содержание:                                                                                                 стр.

Введение                                                                                                        3

Краткая характеристикафизико-географических

условий изучаемойтерритории                                                                  6

Материалы и методыисследований                                                         8

Обсуждение результатов                                                                             13

Основные выводы                                                                                       16

Литература                                                                                                    17

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;text-transform:uppercase;mso-ansi-language: RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Введение

Географическиеинформационные системы (ГИС) появились в 1960-х годах как инструмент,позволяющий проводить изучение структурных и функциональных особенностейприродных объектов с учетом их пространственной приуроченности. Существует двеобщераспространенные версии возникновения первых ГИС [8]. Согласно первой, наиболее ранниеГИС были созданы Гарвардском университете и Массачусетском технологическоминституте США с целью автоматизированной обработки географической информации.Согласно альтернативной версии – первые ГИС были создана в Канаде и имели целькартирования природных ресурсов (CGIS).

В настоящее время важнойзадачей, отводимой для использования ГИС, является непосредственнаяхарактеристика состояния природной среды, подвергающейся воздействиюестественных и антропогенных факторов. Важнейшие свойства отображаемых в нейпоказателей – их содержательная, пространственная и временная локализация. Приэтом информация, используемая в качестве релятивной базы данных ГИС всегдабеднее исходной природной. Поэтому для обеспечения объективности ирепрезентативности результатов необходимо соблюдение ряда требований, преждевсего затрагивающих способ получения и пространственную достоверность данных.

Одним из важныхисточников для ГИС разных уровней (локальных и региональных) являются методыдистанционного зондирования (ДЗ) природных объектов, основанные наиспользовании электромагнитных излучений, исходящих от предмета исследований ипутем их регистрации без непосредственного контакта с ним. Рассматривая ДЗ с позиций системногоподхода, необходимоопределить входные и выходные элементы системы, ее внутреннюю структуру,границы и окружающуюсреду. Входными элементами системы являются физические поля, образуемые отражением и/или излучением земнойповерхности и естественными процессами в недрах Земли, а также поля техногенногопроисхождения. Входными элементами системы являются также эмпирические итеоретические закономерности связи физических полей с объектами природной среды. Выходными элементами системыДЗ следует считать компоненты дистанционной основы карт природоресурсного содержания.

дистанционная основа(ДО) карт определена как оптимальная совокупность материаловДЗ, результатов их обработок и интерпретации, представленной в цифровом ианалоговом виде. Она состоит из фактографической иинтерпретационной частей. Компонентами фактографической части ДО являются нормализованныематериалы ДЗ в цифровой и аналоговой формах,а также результаты формализованных преобразований этих материалов. Интерпретационная часть ДО (схемы дешифрирования иинтерпретации результатов дешифрирования) создается по результатам экспертного интерактивного анализа изображенийи другой информации (Перцов и др., 2000). Наиболее естественным способом система ДЗподразделяется на следующие три подсистемы:сбор материалов ДЗ, обработка материалов ДЗ и их тематическая интерпретация(Рис.1).

 SHAPE  * MERGEFORMAT

Физические поля, образуемые отражением и/или излучением поверхности и процессами в недрах Земли; поля техногенного происхождения

ЭМПИРИЧЕСКИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
 связи физических полей с объектами природной среды

СИСТЕМА ДЗ

СБОР ДЗ

ОБРАБОТКА ДЗ

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДЗ

ДИСТАНЦИОННАЯ ОСНОВА ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ

<img src="/cache/referats/19262/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082">

Рис.1. Входные и выходные элементы системы ДЗ.

По способу полученияпервичных данных дистанционные методы исследования подразделяются на пассивные,т.е. основанные на улавливании излучений от естественных источников (солнца,Луны, звезд, земной поверхности и самих изучаемых объектов), и активные,т.е. предполагающие использование искусственных источников излучения (лампнакаливания, газоразрядных ламп, лазеров). В общеупотребительном смысле термин ДЗ обычно включает в себя регистрацию (запись)электромагнитных излучений посредством различных камер, сканеров, микроволновыхприемников, радиолокаторов и других приборов такого рода. Наибольшее применениесреди пассивных дистанционных методов получили исследования в оптическойобласти электромагнитного спектра (фотографирование), в том числе различныхдиапазонах. Достоинство этого метода состоит в том, что фотографическиематериалы доступны для непосредственного зрительного восприятия и анализасредств используемых в ГИС системах. Космические и аэрофотоснимки обеспечиваюттерриториально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которыхзафиксировано на единый момент времени (Востокова и др, 1988).

В настоящеевремя методы ДЗ широко используется для сбора и записи информации о поверхностиЗемли, морском дне, атмосфере, Солнечной системе и др. объектах. Оноосуществляется с применением морских судов, самолетов, космических летательныхаппаратов и наземных телескопов. Данные ДЗ используются для принятия решений в области многихнаучных и практических задач, связанных с экономическим, социальным иэкологическим развитием, как отдельных регионов, так и страны.

Наибольшеераспространение в настоящее время получили методы ДЗ, основанные на анализеособенностей спектральных характеристик космических снимков разногопространственного разрешения.В России в качественосителей аппаратуры используются космические аппараты гидрометеорологического(типа «Метеор» и «Электро»), оперативного (типа «Ресурс-О1» и «Океан-О1») ифотографического (типа «Ресурс-Ф») наблюдения [9]. Основными задачамимониторинга, осуществляемого с применением данных средств, являются:

·<span Times New Roman"">                    

контроль погодообразующих и климатообразующих факторов с цельюдостоверного прогнозирования погоды и изменения климата, в том числе и воколоземном космическом пространстве;

·<span Times New Roman"">                    

контроль за состоянием источников загрязнения атмосферы, воды ипочвы с целью обеспечения природоохранных органов федерального и региональногоуровней информацией для принятия управленческих решений;

·<span Times New Roman"">                    

оперативный контроль чрезвычайных ситуаций техногенного иприродного характера с целью эффективного планирования и своевременногопроведения мероприятий по ликвидации их последствий;

·<span Times New Roman"">                    

информационное обеспечение проведения земельной реформы,рационального землепользования и хозяйственной деятельности;

·<span Times New Roman"">                    

создание динамической модели Земли как системы с цельюпрогнозирования нарушений экологического баланса и разработки мероприятий посохранению среды обитания человека и животных

Цель настоящей работы:Изучение возможностей использованияметодов дистанционного мониторинга для оценки экологического состояниямодельных участков территории Большеземельской тундры.

Для реализациипоставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Дать характеристикуфизико-географических условий территории для выявления основных факторов,влияющих на особенности пространственного распределения основных компонентовэкосистем в ландшафтах Большеземельской тундры;

2. Собрать и подготовитьсерию снимков спутника LANDSATи ASTERдля выявления закономерностей распределенияспектральных характеристик района исследований;

3. Выявить динамикунарушений растительного и почвенного покрова под влиянием объектов добычи итранспортировки нефти на основании использования разновременных снимков1998-2000 гг. на участках испытывающих влияние нефтегазового комплекса

4. Подготовить сериюизображений, для проведения дешифрирования в течении летнего полевого сезона2004 г.

Краткаяхарактеристика физико-географических условий изучаемой территории

Большеземельская тундра,холмистая моренная равнина, расположенная в пределах междуречья рек Печора иУса, Уралом и Пай-Хоем, в административном отношении в пределах Ненецкогоавтономного округа (Архангельской области) и республики Коми. Преобладающиевысоты варьируют в пределах 100-150 м,наибольшая 242 м.низменное, сильно заболоченноеприморское побережье к югу повышается террасами, сложенными морскимипесками и глинами, и переходит в сильно всхолмленную местность с довольновысокими грядами: Вангурей, Еней, Лыммусюр и др. От Хайпудырской губы к устьюЦильмы протягивается возвышенность, называемая Большеземельский хребет, служащийводоразделом рек, впадающих в Баренцево море и в реку.

Климат формируетсяпреимущественно под воздействием арктических и атлантических воздушных масс.Частая смена воздушных масс, перемещение фронтов и связанных с ними циклоновобуславливают неустойчивую погоду. Климат субарктический, с продолжительнойхолодной зимой (средняя температура января от -16°С на Северо-Западе до -20°Сна Юго-Востоке) и коротким прохладным летом (средняя температура июля от +8 до+12°С); в летние месяцы возможны заморозки, средне годовая температураотрицательна. Осадков в год от 450 ммна Юге до 250 мм на Севере. минимум осадков наблюдается, какправило, в феврале, максимум – в августе – сентябре.Не менее 30 % осадков выпадает в виде снега. Избыточное увлажнение, обусловленноенизким термическим уровнем в сочетании с равнинным рельефом,слабоводопроницаемыми и многолетнемерзлыми грунтами, определяет обилиеповерхностных вод, способствует широкому распространению болот. Часты туманы,от 37 до 72 дней в году. Летом и весной преобладают ветры северных направлений,зимой и осенью – южных. Средняя скорость ветра составляет около 48 м/с. Дляклимата округа характерны метели до 60 дней в году. Мощность многолетнемерзлые породы (ММП) в Большеземельской тундре изменяется в широком диапазоне и достигает 500м. Температура ММП в подзонесплошного распространения изменяется от -5 °С до -2 °С; в местах с не сплошным распространением температура пород выше.

Вегетационный период со среднесуточными температурами свыше +5 °С составляетна юге 95 –110 дней, на севере 72 – 94 дня. Сумма положительных температур колеблется от 400 градусов на севередо 1100 градусов на юге.

Почвообразовательный процесс обусловленнизкими температурами, коротким летом, широким распространением ММП,переувлажненностью и развивается по глеево-болотному типу. Химическоевыветривание протекает слабо, при этом высвобождающиеся основания вымываются изпочвы, и она обеднена кальцием, натрием, калием, но обогащенажелезом и алюминием. Недостаток кислорода и избыточная влагазатрудняют разложение растительных остатков, которые медленно накапливаются ввиде торфа. Все типы тундровых почв, за исключением тундровыхповерхностно-глеевых и дерновых, морфологически слабо выражены,маломощные, кислые, слабо гумуфицированные с низким плодородием.Дерновые почвы обладают достаточно высоким естественнымплодородием.

моховойи лишайниковый покров сомкнуты, появляются заросли из карликовыхберез, низкорослых видов ив. Значительные площади занимаюттравяно-осоковые болота, в долинах рек и ручьев встречаются ивнякии тундровые луговины с обильным многовидовым разнотравьем и злаками.

Реки – большей частью притоки Печоры и Усы — в верховьяхтекут в узких долинах, ниже долины их расширяются и течение становитсяспокойным. В верховьях главных рек (Шапкина, Колва, Адзьва и др.) много озёр(Вашуткины, Шапкинские и др.) (Атлас Арктики, 1985; Ненецкий автономный…, 2001;Большая Советская…, 1988).

Широко развитооленеводство, пушной промысел и молочное животноводство. В пределах территориинаходится часть Печорского угольного бассейна, Тимано-Печорской нефтегазоноснойпровинции; здесь открыты месторождения нефти и газа. недостаточная геологическая изученность территории, слабаяразведанность проявлений рудного и нерудного минерального сырья позволяют выделятьв качестве наиболее значимых ограниченный круг полезных ископаемых: нефть,некоторые виды стройматериалов. Другие виды полезных ископаемых требуютдополнительной разведки и изучения для оценки их перспективности.

Восточноевропейскиетундры на сегодняшний день в значительной мере сохранили естественный обликвследствие слабого освоения и признаны эталоном равнинных тундр Европы. Тем неменее, на большинстве площадей региона отмечены изменения структуры и составарастительного покрова, связанные с влиянием хозяйственной деятельностиразличной интенсивности. Среди основных факторов влияния выделим – не всегда контролируемое оленеводство, ведущее кперевыпасу и изменению состава доминирующих видов растений и интенсивноеразвитие топливно-энергетического комплекса (ТЭК), особо возросшее в последниедесятилетия.

Материалыи методы исследований

Модельным участком былавыбрана территория, представленная естественными и антропогеннотрансформированными сообществами – выпас оленей различной интенсивности (ПСК «Ижемскийоленевод»), деятельность объектов нефте– игазодобычи (Средне–Харьягинское месторождение)(рис.1).

<img src="/cache/referats/19262/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Рис. 1.Расположение модельного участка (1) в пределах Большеземельской тундры.Показаны основные месторождения углеводородов ТПНГП, границы ПСК «Ижемскийоленевод» и пространственно привязанное изображение снимка landsatETM+

В качестве основы длявыполнения работы была подобрана серию снимков спутников ASTER(6.18.2001, 16_009) и landsatETM+ за период с1995 по 2001 года. Характеристика снимков спутника Landsatприведена в табл.1.

Таблица 1. Характеристики использованныхснимков landsatETM+.

Path_row

Дата

1

173_12

2.08.1987

2

170_12

11.07.1988

3

172_13

02.08.1988

4

171_13

03.08.1988

5

171_13

01.06.2000

6

171_13

19.07.2000

Aster — усовершенственныйкосмический тепловой эмиссионный и отражательный радиометр (advanced SpaceborneThermal Emission and Reflector Radiometer). Датчик установлен на искусственномспутнике Terra, который запущен в декабре 1999 года. ASTER используется, чтобыполучить детальные карты температуры поверхности земли, коэфициента излучения,отражательной способности и превышения. Радиометр был построен в Японии дляМинистерства экономики, торговли и промышленности (Ministry of Economy Tradeand Industry – METI). Из всех датчиков,установленных на спутнике TERRA, ASTER –единственный радиометр с высоким пространственным разрешением. Он воспринимаетизлучения в видимом, ближнем, среднем ИК (или тепловом) диапазонах, размерсцены 60х60 км.

Американский спутникLandsat–7 (спроектировани создан компанией Lockheed Martin Missiles and Space)был успешно выведен на солнечно–синхронную орбиту с временем нисходящегопересечения экватора 10ч. 00 мин. 15 апреля 1999 г. и имеет расчетныйсрок эксплуатации 5 лет. Спутник продолжает серию природно–ресурсных спутников Landsat (первый аппарат этойсерии был запущен в 1972г.). Миссия Landsat-7 является совместным проектом трехкрупнейших американских правительственных организаций: NASA, NOAA и USGS, ипризвана обеспечивать национальных и зарубежных потребителей спутниковойинформацией высокого разрешения. Установленная на спутнике съемочная аппаратура– сканирующий радиометр ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus), обеспечиваетсъемку земной поверхности в шести каналах с разрешением 30 м, в одном ИК канале– с разрешением 60 м и одновременную панхроматическую съемку с разрешением 15 мпри ширине полосы обзора для всех каналов около 185 км. Основные параметры орбиты:

Номинальнаявысота:                                    705км;

Периодичностьповторения трассы:             16 сут.;

Наклонение:                                                   98.2град.

Сканирующий радиометрETM+ создан по контракту NASA компанией Hughes Santa Barbara Remote Sensing.Этот прибор является усовершенствованным вариантом хорошо зарекомендовавшихсебя сканеров TM (Thematic Mapper), которые работали на борту предыдущихспутников серии Landsat. От предшественников его отличают следующие важныесвойства:

·<span Times New Roman"">                    

наличие панхроматического канала высокого (15м) разрешения

·<span Times New Roman"">                    

наличие теплового ИК-канала

·<span Times New Roman"">                    

погрешность абсолютной калибровки – 5%

Представленные радиометрыразличаются количеством каналов, пространственным разрешением и спектральнымидиапазонами. Характеристики последних представлены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристики спектральныхдиапазонов радиометров ASTERи ETM+.

Наименование сканера

№ канала

Пространственное разрешение, м

Спектральные диапазоны, мкм

Полоса обзора, км

ASTER

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">1

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">15

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">0.51 — 0.60

60

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">15

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">0.63 — 0.69

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">3

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">15

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">0.76 — 0.86

<span Times New Roman",«serif»">Стерео

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">15

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">0.76 — 0.86

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">4

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">1.60 — 1.70

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">5

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.145 — 2.185

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">6

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.185 — 2.225

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">7

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.235 — 2.285

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">8

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.295 — 2.365

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">9

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">30

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.360 — 2.430

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">10

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">90

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">8.125 — 8.475

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">11

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">90

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">8.475 — 8.825

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">12

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">90

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">8.925 — 9.275

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">13

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">90

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">10.25 — 10.95

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">14

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">90

<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">10.95 — 11.65

ETM+

<span Times New Roman",«serif»">1

30<span Arial Unicode MS";color:black">

0.45 — 0.515<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Arial Unicode MS"; color:black">185

<span Times New Roman",«serif»">2

30<span Arial Unicode MS";color:black">

0.525 — 0.605<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">3

30<span Arial Unicode MS";color:black">

0.63 — 0.690<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">4

30<span Arial Unicode MS";color:black">

0.75 — 0.90<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">5

30<span Arial Unicode MS";color:black">

1.55 — 1.75<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">6

60<span Arial Unicode MS";color:black">

10.40 — 12.5<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">7

30<span Arial Unicode MS";color:black">

2.09 — 2.35<span Arial Unicode MS"; color:black">

<span Times New Roman",«serif»">8

15<span Arial Unicode MS";color:black">

0.52 — 0.90 (панхром.)<span Arial Unicode MS"; color:black">

В районе исследованийрастительные сообщества представлены преимущественно кустарниковыми тундрами (Salixlanata, S.phylicifolia), крупноерниковыми (Betulanana) тундрами, приуроченнымипреимущественно к ложбинам стока и плоскобугристыми болотами скустарничково-мохово-лишайниковыми сообществами на буграх и осоковыми ипушициево-сфагновыми сообществами на плато водораздела.

Картирование нарушенийрастительного покрова проводили на основании анализа снимков спутника Landsat(TMи ETM) за 1987, 1988 и 2000 гг.,полученные в середине вегетационного периода. Изображения были предварительнообработаны с помощью операции TasseledCap(TC) программного обеспечения ErdasImagine8.5. Для выявления годичной динамикинарушений растительного покрова модельного участка было составленокомбинированное изображение (рис.2), рассчитанное как:

Красный канал = TC1 канал 2000 г. – TC1 канал 1987 г.

Зеленый канал = TC2 канал 2000 г. – TC2 канал 1987 г.

Синий канал = TC3 канал 2000 г. – TC3 канал 1987 г.

<img src="/cache/referats/19262/image005.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Рис.2.Динамика площадных нарушений на модельной территории

за период 1987 – 2000 гг.

На полученных изображениях 1987, 1988, 2000 годовнарушения растительного и почвенного покрова читаются достаточно хорошо. Какпоказывает комбинированное изображение, эти нарушения отмечаются на территориибуровых скважин и прилегающих к ним земель, а также на участках расположениятрубопровода и дорог. Различия спектральных характеристик на изображениях 1987и 2000 годов позволяют предположить, что на многих участках, имеющих наиболееранние по времени нарушения (1987 г.), происходят процессы естественногосамовосстановления (демутации) растительного покрова. Отчетливыеразличия данных контуров с «естественным фоном» позволяют отнести«восстанавливающиеся» площади к участкам с мезогемеробной или полигемеробнойстепенью нарушенности (Новаковская, Акульшина, 1992).

<img src="/cache/referats/19262/image008.gif" align=«left» v:shapes="_x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087">Для количественного учета измененийнарушенных площадей изображения каждого года были подвергнуты векторизации (ArcVew3.2а, UTM, зона 40), для чего была произведенаоцифровка антропогенно трансформированных участков. Затем у полигональныхобъектов измерялась площадь, у линейных –длина, а также толщина линий, соответствующая таковым на снимках (рис.3).

                                    а                                                                                  б

Рис.3.Измененияплощадных нарушений растительного покрова (1:100 000), выявленные на основаниианализа космических снимков 1987 г. (а) и 2000 г. (б). Для удобства данныеспроецированы на схему района (1:1 000 000), содержащую рельеф, озера,

основныеводотоки.

Обсуждение результатов

Наанализируемом участке представлены площадки буровых скважин, участокнефтепровода, эксплуатируемый и расположенная вдоль него вездеходная дорога. Наанализируемом изображении выделены участки с нарушенным растительным ипочвенным покровом, что обусловлено:

— влияниемвездеходного транспорта;

— влиянием трубопровода;

— влиянием деятельностибуровых площадок.

Влияние гусеничного транспортана растительный и почвенныйпокров естественных сообществ тундры изучено в работах многих отечественных изарубежных исследователей (Груздев, Умняхин, 1984; Творогов, Неустроева, 1987;Чалышева 1992). При однократном проезде гусеничной техники удельное давление на грунт составляетпорядка 0.47 кгс/см2 (Груздев, Умняхин, ), при этом наиболее сильныеповреждения испытывает мохово-лишайниковыйпокров. Устойчивость к повреждениям определяется составом растительности иприуроченностью растительных сообществ к участкам разного рельефа. Затри-четыре проезда наиболее легкой машины – ГАЗ–71 происходит полное уничтожение растительного покрова в кустарничково-лишайниковойтундре. При этом моховой слой разрезается гусеницами трактора,отделяется от минерального грунта. Наилучшей устойчивостью обладали ерниковыесообщества. Их уничтожение наблюдали после восьмикратного проезда. На влажнойпочве нарушения способны проявляться сильнее. Колеи вездеходов на такихучастками становятся «резервуарами» для накопления воды и при наличии уклонаповерхности они превращаются в водотоки. Усиливается смыв верхнего почвенногогоризонта, развивается глубинная эрозия, приводящая к развитию термокарста научастках с мерзлотой. Развитие ускоренной эрозии возможно на площадях счастично или полностью уничтоженной естественной растительностью с уклономболее 1° (Зеликов, 1999). В результате происходит образование делювиальныхотложений у подножья склонов или поступление взвешенных частиц почвы,минеральных и органических веществ  вводотоки и водоемы. Особо ранимарастительность переувлажненных (заболоченных) участков Уже после однократногопроезда вездехода образовывается глубокая колея, что также способно привести кразвитию термокарстовых процессов.

Влияниетрубопроводного транспорта. На представленном участке был использован наземный открытый способпрокладки трубопровода. Нарушения, связанные с трубопроводом связаны с периодомего прокладки, перераспределением снежного покрова вблизи трубопровода ииспользуемого технологического режима при перекачке сырья. Разность температуртрубопровода и почвенного слоя может существенно влиять на температурный режимверхних почвенных слоев и мерзлотных слоев. Использование термоизоляции толькозамедляет процессы образования талых зон или мерзлых ядер: они образуются затри, четыре года при отсутствии изоляции, и через 10–12лет при ее наличии (Сумина, 1992).

Площадки буровыхскважин.Нередко влитературе встречаются указания на то, что нарушения природных экосистемзанимают площади гораздо большие, чем это планировалось. По мнению В.П.Гладкова(1989) площадь техногенных нарушений вокруг буровых в тундровой зоне на 9–25% больше, чем в лесотундре. Причины этого следующие.

Во-первых, в проектах содержатся превышения земельныхотводов, явно ошибочные для северных регионов (за частую превышение отмечено вчетыре раза). В тундровой зоне такое превышение может быть связано с развитиемэрозионных процессов. Иногда, в проектах использованы решения, широкоприменяемые в более южных районах, но противопоказанные в условиях КрайнегоСевера. Например, предварительное снятие и складирование почвенного слоя врайонах с вечной мерзлотой приводит к развитию термокарста, площадь которого вдесятки раз превышает площадь участка, с которого был удален почвенный слой.

Во-вторых, в проектахпорой отсутствуют рекомендации по размещению базы монтажников-строителей. Частоона формируется вне зоны официального отвода, и тем самым площадь нарушенийувеличивается на 25–40%. Нередко в процессемонтажа конструкции буровую приходится передвигать на новое место в ходеподготовительных работ.

В-третьих, современныепроекты редко учитывают положение буровой в рельефе, хотя и оно существенновлияет на размеры нарушений (табл. 3).

Полученные намистатистические показатели позволили рассчитать площадную структуру выявленныхнарушений растительного и почвенного покрова на модельных участках (таблица 4).

Таблица 3.Роль формы рельефа и глубины разрабатываемых скважин на площадь нарушенийрастительного и почвенного покрова (по В.П.Гладкову, 1989)

Форма рельефа

Глубина скважины (м)

средняя удельная площадь нарушений

до 2000

2001-3000

3001-4000

Более 4000

еще рефераты
Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию