Кот ученый - Образовательный портал
→ ↓

Дистанционное геотермическое картографирование. Космический мониторинг таежных геосистем Байкальского региона Космический мониторинг байкальской природной территории

Ключевые слова:

  • геопортал
  • геоинформационные системы
  • космический мониторинг окружающей среды
  • природные ресурсы
  • экологическая безопасность
  • geoportal
  • geoinformation systems
  • space monitoring of environment
  • natural resources
  • ecological safety

Проект геопортала «Космический мониторинг рационального природопользования оз. Байкал и Байкальской природной территории» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

ПРОЕКТ ГЕОПОРТАЛА «КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ОЗ. БАЙКАЛ И БАЙКАЛЬСКОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ»

Леонид Александрович Пластинин Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664 074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, директор Центра космических технологий и услуг, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (395−2) 40−51−03, e-mail: [email protected]

Борис Николаевич Олзоев Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664 074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, заместитель директора Центра космических технологий и услуг, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (395−2) 40−59−00 (доб. 111−35), e-mail: [email protected]

Александр Вадимович Паршин Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664 074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, доцент кафедры технологии геологической разведки, тел. (395−2) 40−59−00 (доб. 111−35), e-mail: darth. [email protected]

Геопорталы регионального уровня являются эффективным инструментом управления территориями и ее ресурсами. Важной составляющей геопортала является его внедрение в подразделения сферы управления. В статье представлены результаты разработки проекта геопортала и его структуры, сформированной на базе Центра космических технологий и услуг НИ ИрГТУ В настоящее время такой проект внедряется в структуры Минприроды Иркутской области.

Ключевые слова: геопортал, геоинформационные системы, космический мониторинг окружающей среды, природные ресурсы, экологическая безопасность.

GEOPORTAL PROJECT «SPACE MONITORING

OF RATIONAL ENVIRONMENTAL MANAGEMENT OF THE LAKE BAIKAL AND BAIKAL NATURAL TERRITORY"

Leonid A. Plastinin

National research Irkutsk state technical university, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664 074, Russia, director of the Center of space technologies and services, professor of department of mine surveying and geodesy, tel. (395−2) 40−51−03, e-mail: [email protected]

National research Irkutsk state technical university, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664 074, Russia, deputy director of the Center of space technologies and services, associate professor of department of mine surveying and geodesy, tel. (395−2) 40−59−00 (add. 111−35), e-mail: [email protected]

Alexander V. Parshin

National research Irkutsk state technical university, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664 074, Russia, associate professor of department of technology of geological investigation, tel. (395−2) 40−59−00 (add. 11 135), e-mail: darth. sarhin@gmail. com

Geoportals of regional level are the effective instrument of management of territories and its resources. Important component of a geoportal is its introduction in divisions of the sphere of management. Results of development of the project of a geoportal and its structure created on the basis of the Center of space technologies and services ISTU are presented in article. Now such project takes root into structures of Ministry for Protection of the Environment and Natural Resources of the Irkutsk region.

Key words: geoportal, geoinformation systems, space monitoring of environment, natural resources, ecological safety.

Актуальность совершенствования существующих систем мониторинга Иркутской области и Байкальской природной территории (БПТ) связана с двумя основными факторами. Первым из них является высокая важность сохранения уникальной экосистемы озера Байкал в первозданном виде, дополнительно обусловленная его статусом объекта всемирного наследия. Второй фактор — признанные Советом Безопасности Р Ф объективные недостатки действующих систем и программ наблюдений.

Для обеспечения эффективного управления ресурсами и объектами Иркутской области и БПТ необходимо наличие полной, достоверной и согласованной пространственной информации, к которой открыт доступ для всех заинтересованных лиц. Таким продуктов может выступить геопортал Иркутской области и БПТ. Опыт создания геопорталов на территории региона имеется , поэтому необходимо объединить возможности ведомственных учреждений, высших учебных заведений, академических институтов и ведущих компаний России по ДЗЗ.

В проекте разработки геопортала представлена межведомственная научно -хозяйственная инфраструктура пространственных данных (ИПД), включающая методы, средства и технологии, позволяющие решать типичные задачи геоэкологического мониторинга Иркутской области и БПТ, в том числе и те, решений для которых ранее не предлагалось. Описаны основные компоненты, методы, технические решения, типы и источники геоданных, интерфейсы. ИПД включает все необходимые для единой информационно-аналитической ГИС функции. В качестве основного интерфейса, через который осуществляется взаимодействие с ИПД, рассматривается технология геопорталов, реализующих вебинтерфейсы взаимодействия с системой, поскольку доступ к информационным продуктам должен иметь широкий круг заинтересованных лиц, не обладающих при этом стандартизированным набором программного обеспечения.

Информационная деятельность по обеспечению природоохранной деятельности на территории Иркутской области заключается в поддержке актуальности природно-ресурсной информации, содержащейся в информационной базе геопортала. Этот геопортал создается в 2012—2013 годах и включает в себя систему информационной поддержки принятия управленческих решений руководителями региональных органов государственной власти и систему для оценки и прогноза состояния природных ресурсов. В настоящее время реализована система организации информационного обеспечения геопортала на основе гео-пространственных данных.

Создание геопортала Иркутской области и Байкальской природной территории — это многоцелевой комплексный многостадийный проект. В составе информационной базы геопортала лежат результаты работ, проведенных в 20 002 012 годах ИрГТУ, институтами сибирского отделения Академии наук и производственными геодезическими предприятиями.

Целевыми аспектами геопортала являются обеспечение информационно -аналитической и инструментальной поддержки деятельности по управлению природопользованием и охраной окружающей среды, повышение эффективности использования природно-ресурсной информации в интересах государства, субъектов Российской Федерации, различных категорий природопользователей, общественных организаций и населения.

Геопортал позволяет решать две задачи — электронный обмен пространственными данными между организациями и компаниями разных профилей и видов собственности, а также обеспечение массового доступа к картографическим продуктам на основе современных информационно-коммуникационных технологий (выделенный канал в сети Интернет). Основным назначением Геопортала является максимальное упрощение и убыстрение взаимодействия поставщиков и пользователей пространственных данных.

Рассмотрим основные концептуальные блоки информационной системы (ИС) геопортала. Основным методом получения геоданных в проектируемой среде является дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ). Основными объектами исследований являются элементы водных экосистем (поверхностные воды и ледовая обстановка) и экосистем суши (геологическая среда и рельеф, растительный покров, использование земель и состояние ландшафтов) а также природные и природно-техногенные источники опасности. В зависимости от типа исследуемой поверхности, предлагаются методы и программы прямых наблюдений, верифицирующие и дополняющие космический мониторинг .

Второй сущностью ИС являются средства хранения и управления данными. В качестве этой подсистемы предлагается открытая многопользовательская пространственная СУБД, дополненная ГИС-средствами обработки данных. Данные дистанционного зондирования, представляющие собой в большинстве случаев растровые и векторные изображения, входят в блок информационного обеспечения этой ГИС. Данные прямых наблюдений (а также и некоторые категории данных ДЗЗ) в виде точек и полилиний с атрибутами хранятся в базе данных. Средства управления данных обеспечивают необходимые функции преобразований информации, для ее оптимизации при представлении в веб -виде. Кроме того, в рамках второй сущности определяется политика безопасности: на уровне СУБД производится идентификация и аутентификация пользователей, имеющих прямой доступ к БД геопортала.

В третью сущность ИС геопортала входят средства доступа к данным и информационным материалам. Предлагается три типа интерфейсов:

— WEB-интерфейс геопортала, обеспечивающий доступ к уже классифицированным по установленным методикам геоданным-

— Пространственные средства доступа непосредственно к базе на основе клиентских геоинформационных пакетов .

Непространственные средства доступа к базе данных с помощью табличных редакторов и клиентских СУБД.

Пример интеграции разнородной информации в среде геопортала представлен на рис. 1.

I localhost 8000/maps/new

Байкал — Экомониторинг

1913 S"&- < t-

12−14 14−16

16−18 18−20

Qcfuse4el ?~| ctuee4fnedian >/15 133 024 2 420 100 811

(g) Bing Aerial With Labels

(‘"-i MapQuest Imagery O MapQuest OpenStreetMap Q OpenStreeiMap Q No background

gnoul | Выход Эта карта не сохранена

Йт-1 1:545 979

Рис. 1. Распределение температур поверхности вод по данным ЬапёБа1 ЕТМ+ и прямых наблюдений На карте геопортала отображаются два слоя: температура поверхности вод озера Байкал по данным измерений с борта судна и температурный канал радиометра ЬапёБа! ЕТМ+. Демонстрируемые данные прямых наблюдений прошли два межведомственных перехода: были получены сенсорами из Росводре-сурсов, обработаны средствами СУБД Института геохимии СО РАН и представлены в среде геопортала. Классифицированный слой ДДЗ подключен с картографического сервера ЦКТУ .

Наблюдаемый на рис. 1 пример отражает скорее характер изменения температурного поля, чем непосредственные значения Т, поскольку космоснимок на всю акваторию получен одновременно, в то время как судно-сенсор двигалось со скоростью менее 15 км/ч. Снимок получен в то время, когда судно пересекало акваторию озера с запада на восток (нижняя часть снимка). Важным в демонстрируемой геотехнологии является не столько возможность верификации данных температур, сколько возможность использования температурного канала Landsat как навигатора прямых гидрохимических наблюдений. Предлагаемый метод и технологии его реализации позволяют обнаруживать в интерфейсе геопортала техногенные воздействия, вызывающие аномалии в поле температур

— нарушения работы водоочистных сооружений, несанкционированные сбросы промышленных вод в Байкал или другие водные объекты наблюдаемой территории. Использование ДДЗ в системе мониторинга вод может позволить обнаруживать и другие виды экологических правонарушений, затрудненных к обна-

ружению классическими методами: несанкционированный сброс подсланевых и хозбытовых вод судов, несанкционированную установку сетей, строительство и хозяйственную деятельность в водоохранной зоне и т. д.

Таким образом, этап формирования технологических работ в Центре космических технологий и услуг НИ ИрГТУ по разработке проекта геопортала является практическим внедрением результатов космической деятельности в жизнедеятельность общества как инструмент социально-экономического и инновационного развития Иркутской области.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аналитический отчет о результатах наблюдений за состоянием водных объектов в зоне деятельности ФГУ «Востсибрегионводхоз» за 2010 год // Иркутск: Федеральное агентство водных ресурсов, 2011.

2. Аналитический отчет о результатах наблюдений за состоянием каскада ангарских водохранилищ и озера Байкал за 2008−2009 гг. // Иркутск: Федеральное агентство водных ресурсов, 2010.

3. Аналитический отчет о результатах наблюдений за состоянием озера Байкал // Иркутск: ФГУ «Востсибрегионводхоз», 2008.

4. Геопортал земельных и имущественных отношений Республики Бурятия. — Режим доступа: .

5. Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года. — Режим доступа: .

6. Отчет о НИР по проекту «Разработка проекта геопортала Правительства Иркутской области «Космический мониторинг окружающей среды (ОС) Иркутской области и Байкальской природной территории (БПТ): природные ресурсы, природопользование и экологическая безопасность».

7. Паршин А. В. О проблеме оценки состояния водной среды озера Байкал // Экологические проблемы недропользования — Мат. междунар. конф, Санкт-Петербург, 2012, с.238−240.

S. Проектные и информационные материалы космического мониторинга компании «Совзонд», 2012 г.

Л. А. Пластинин, Б. Н. Олзоев, А. В. Паршин, 2013

Заполнить форму текущей работой
Другие работы

Также предлагается в процессе аудита результативности экономической, финансовой и хозяйственной деятельности предприятия использовать коэффициент неэффективного управления сбалансированным развитием предприятия (КНУСРП), который рассчитывается путем отношения количества управленческих решений, осуществляющих мониторинг результатов аудита степени достижения оценочных показателей панорамы развития...

К ВОПРОСУ О СОЦИАЛЬНОМ КАПИТАЛЕ РЕГИОНА Аннотация: В статье рассмотрены тенденции развития социального капитала в Республике Калмыкия. Проведен анализ социально-демографических особенностей социально активной личности территориального общественного самоуправления в регионе. Сделан вывод о том, что социальный капитал непосредственно влияет на функционирование демократических институтов и является...

Конечная цель развития любого прогрессивного общества - создание благоприятных условий для долгой, здоровой и благополучной в материальном отношении жизни людей. Анализ тенденций в изменении уровня жизни населения позволяет судить, насколько эффективно общество справляется с этой задачей. Рост интереса к проблеме качества жизни в настоящее время связан с осознанием обществом экологических проблем...

Аграрный сектор Кыргызской Республики занимал, и будет занимать, как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе, ключевое положение в экономике страны. Опыт суверенного, демократического развития Кыргызстана показал, это для стабилизации и подъема экономики, преодоления бедности и повышения благосостояния населения необходимо, прежде всего, выработать стройную систему управления аграрным...

Цена = Себестоимость + Маржа Маржа обеспечивает покрытие постоянных издержек и получение определенной прибыли: Основными компонентами постоянных издержек вуза являются затраты на администрацию и на учебные помещения. Итак, у цены есть две основных составляющих: себестоимость и маржа. Если себестоимость трудно поддается корректировке, то величину маржи изменить вузу вполне по силам. Таким образом...

К сожалению, рассмотренными Правилами предоставления государственных гарантий Российской Федерации анализ финансового состояния принципала в целях предоставления государственной гарантии Российской Федерации не предусмотрен. Пунктом 3 ст. 115.2 Бюджетного кодекса Российской Федерации установлено, что анализ финансового состояния принципала в целях предоставления государственной гарантии...

Тем не менее Управление государственной службы занятости города Москвы - ведущая структура на рынке труда по содействию занятости населения, по профилактике и обеспечению социальных гарантий и компенсаций при безработице, являясь посредником между работодателем и человеком оказывает услуги по трудоустройству качественно. Это столичный стиль работы - создание уникальной дееспособной...

…Мы любим все - и жар холодных чисел,
И дар божественных видений…
Александр Блок

Рассмотрены физические основы картографирования по данным космической съемки теплового диапазона (ETM+, ASTER, MODIS), выполнен обзор методов расчета количественных показателей, приведены полезные Интернет-ресурсы, а также примеры использования результирующих данных при решении различных задач.

Точность измерений

Основным условием достоверности результатов при дистанционном определении температуры поверхности по данным ДЗЗ из космоса и достижения максимально возможной точности измерений, является учет воздействующих на измерение факторов:

  • температура окружающего воздуха (ambient atmospheric temperature);
  • влажность атмосферного воздуха (atmospheric humidity);
  • скорость ветра (wind velocity);
  • облачность (cloud cover);
  • прозрачность атмосферы (atmospheric clarity);
  • отражающие и излучающие свойства земной поверхности (reflectance and emmissivity of the earth"s surface);
  • растительный покров (vegetative cover);
  • высота поверхности над уровнем моря (surface elevation above sea level);
  • рельеф поверхности (local topography);
  • особенности поверхности (surface features);
  • тип почвы и степень её увлажнённости (soil moisture and soil type).

Например, существующая технология расчета LST и SST по данным MODIS с учетом данных факторов иллюстрируется в следующем документе .

Максимальная точность измерения температуры:

- MODIS - 0.3-0.5 o C (вода) и 1 o С (суша)
- ASTER - 0.02 o С

Производные геотермические характеристики

Температура поверхности, рассчитанная по данным одномоментной съемки характеризует пространственную дифференциацию теплового поля и является достаточно информативной при решении широкого спектра задач.

Для практического использования очень информативными также являются мультивременные геотермические показатели, т.е. математические производные данных разновременных измерений температуры поверхности. Например, такие показатели как температурный контраст (суточная амплитуда температур) и скорость изменения температуры (кажущаяся тепловая инерция).

Суточный (временной) температурный контраст характеризует амплитуду суточных вариаций теплового поля поверхности и позволяет выявлять неоднородности, связанные с особенностями тепловых свойств исследуемых объектов. Факторы, влияющие на температурный контраст объектов, проиллюстрированы на нижеприведенном рисунке, на котором отображены радиационно-температурные характеристики (сверху вниз) горных пород и почв, растительности, спокойной воды, бугристой поверхности в их суточном ритме.

Радиационно-температурные характеристики горных пород, почв, растительности, спокойной воды в их суточном ритме.

При выполнении исследований и построении геотермических карт суточный температурный контраст (в %) может быть определен отношением разностей дневных и ночных температур к ночной температуре.

Тепловая инерция характеризуется скоростью изменения температуры земной поверхности и может вычисляться по отношению разности значений рассчитанной температуры земной поверхности ко времени, прошедшему между измерениями. При этом рекомендуется использовать данные съемок, сделанных в ночное время (в течение одной ночи).

Примеры использования

Примеры ГНПП "Аэрогеофизика"
Тепловая инфракрасная аэросъемка при решении задач контроля состояния торфяников, лесных массивов и полигонов по захоронению бытовых и промышленных отходов >>>
Тепловая инфракрасная аэросъемка при решении задач городского коммунального хозяйства >>>
Контроль состояния полей фильтрации и аэрации >>>
Тепловая инфракрасная аэросъемка при контроле состояния водных объектов >>>
Тепловая инфракрасная аэросъемка при решении задач контроля состояния дорожных покрытий >>>
Тепловая инфракрасная аэросъемка при решении задач экологического мониторинга и дистанционного контроля состояния нефте- и газопроводов >>>

Примеры ООО "Центр экологического и техногенного мониторинга" ("ЦЭТМ") >>>

Примеры Горного В.И. (Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург)
На юбилейной научно-практической конференции, посвященной 40-летию первого полета человека в космос Санкт-Петербург, 11 апреля 2001 г.
Определение тепловых потерь населенных пунктов >>>
Картирование карстовых явлений >>>
Картирование радоноопасных территорий >>>
Влияние геотермических условий на биопродуктивность земель >>>

Cеминар"Спутниковые методы и системы исследования Земли" (ИКИ РАН)
"Космические измерительные методы ИК теплового диапазона при мониторинге потенциально опасных явлений и объектов" - PPT (3Mb) >>>

Примеры Иркутской станции МПР России, ВостСибНИИГГиМС

Оперативный спутниковый мониторинг состояния снежного покрова речных бассейнов для оценки риска и прогноза половодных наводнений по данным радиометра MODIS (по заказу ГУПР и ООС по Иркутской области)
Методика оценки риска и прогнозирования половодных наводнений заключается в сопоставлении данных спутникового мониторинга динамики фронта областей интенсивного снеготаяния с картой районирования территории по факторам максимального стока.
Использование данных MODIS для оперативной оценки состояния снежного покрова предполагает последовательное решение следующих задач:

  • исключение из анализа облачных участков изображений;
  • расчет значений NDSI и NDVI и определение территорий с наличием снежного покрова;
  • расчет температуры снежного покрова;
  • топографический анализ DEM для определения экспозиции склонов;
  • выделение областей одновременного снеготаяния, характеризующихся положительными температурами, а также соответствующими значениями NDSI;
  • определение внутри выделенных областей участков интенсивного таяния снежного покрова, как правило, приуроченных к склонам южной экспозиции, и для которых зафиксированы максимальные значения температуры поверхности.

Ежедневные информационные продукты мониторинга:
- "Snow mask" - распределение снежного покрова с выделением областей одновременного снеготаяния;
- "Temp mask" - распределение температур поверхности;
Бассейн р. Лена (Иркутская обл.) - апрель 2004
Бассейн р. Ниж. Тунгуска (Иркутская обл.) - апрель 2004

Космический мониторинг Байкальской природной территории (БПТ)
Информационные ресурсы космического мониторинга БПТ могут использоваться при исследованиях природных условий и решении других научных и прикладных задач.

Мониторинг температуры воды озера Байкал


(щелкните по изображению для увеличения)

Космический мониторинг тепловых аномалий (природные пожары)
Пример мониторинга пожара в Амурской области (граница с КНР) в октябре 2004 г. (красные контура - площади на которых выявлены тепловые аномалии связанные с пожаром)

Примеры использования мелкомасштабного геотермического картографирования при выполнении работ по тектоническому и нефтегазоперспективному районированию территорий с выделением перспективных структур и участков на примере Байкитской нефтегазоносной области (исследования выполнены специалистами ВостСибНИИГГиМС и Института геохимии СО РАН (Иркутск).

Данные тепловых космических съемок низкого и среднего пространственного разрешения вряд ли могут зафиксировать геотермические аномалии низкой амплитуды, напрямую связанные с залежью углеводородов. Но анализ подготовленных дистанционных геотермических карт позволяет выявлять кинематические и морфологические особенности глубинных деформаций за счет выявления геотермических аномалий различной морфологии, приуроченных к разрывным нарушениям и зонам трещиноватости. Комплексный анализ таких карт и всей геологической и геофизической информации о территории позволяет выполнять нефтегазо-перспективное районирование территории для постановки поисковых работ на более детальном масштабном уровне.

Обсудить в форуме

Исследователи Байкала обеспокоены планами по сокращению бюджета на 10%, озвученными представителями правительства РФ. Сокращение финансирования сделает невозможным проведение долговременного экологического мониторинга озера Байкал, выполняемого уже больше полувека силами сотрудников Иркутского государственного университета. Об этом ТрВ-Наука рассказал доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории общей гидробиологии НИИ биологии ИГУ профессор Евгений Зилов .

Развернувшаяся в последнее время дискуссия о степени «катастрофичности» изменений на озере Байкал, к сожалению, зачастую уходит в область популизма вместо взвешенного экспертного анализа с привлечением серьезных научных данных. Ключевое значение для понимания того, что все-таки происходит на озере, имеет программа экологического мониторинга и собранные данные о «здоровье» Байкала.

Уникальный проект долговременного экологического мониторинга озера Байкал реализуется с февраля 1945 года Научно-исследовательским институтом биологии Иркутского госуниверситета. Научный руководитель проекта профессор Евгений Анатольевич Зилов отмечает, что регулярный отбор проб выполняется каждые 7–10 дней в толще воды на так называемой пелагической стационарной станции № 1. Она расположена в Южном Байкале, напротив поселка Большие Коты, на расстоянии 2,7 км от берега, над глубиной 900 м.

Данные, полученные при обработке сборов фито- и зоопланктона, а также соответствующие сведения о важнейших физико-химических свойствах воды внесены в единую базу данных.

Сведения о состоянии планктонных сообществ являются основным показателем состояния всей экосистемы озера Байкал. Важность и значение получаемых данных подтверждены уже тем, что среди специалистов, исследующих Байкал, проект сразу же (в 1945 году) получил неофициальное название «Точка № 1», которое так за ним и закрепилось.

«Точка № 1» - поистине уникальный проект, это первое и самое продолжительное подобное исследование. Он внесен в Книгу рекордов России как самый длительный проект регулярного экологического мониторинга в истории науки. В прошлом году срок непрерывного мониторинга превысил 70 лет. Ближайшие зарубежные «конкуренты» уступают как по срокам мониторинга, так и по интенсивности сборов. Например, долголетние исследования озера Мичиган начались только в 1957 году, мониторинговая программа озера Кинерет - в 1967 году, а аналогичные исследования на Женевском озере ведутся с 1974 года. Все собранные за 70 лет данные еженедельных наблюдений внесены в единую базу данных, правообладателем которой является Иркутский государственный университет.

База данных по состоянию байкальского планктона, собранная за годы непрерывных наблюдений, - ценнейший объект интеллектуальной собственности, который имеет огромное как научное, так и прикладное значение. По анализу этого массива данных можно судить о характере и динамике изменений всей экосистемы пелагиали (толщи воды) Байкала, ее базовых физико-химических показателей, фактически судить о состоянии «здоровья» озера.

В то же время и сам Байкал может служить своеобразным индикатором состояния всей Земли. Если планктон гигантского озера Байкал, этой древней и консервативной системы, меняется в силу глобальных процессов (температурных сдвигов, присутствия загрязнителей в атмосфере, роста ультрафиолетовой радиации и др.), то это говорит о том, что изменения не только реальны, но они масштабны и носят планетарный характер.

Однако сейчас, в связи с постоянно урезаемым бюджетом, продолжение программы очень проблематично. Еще в прошлом году аналогичное 10-процентное сокращение бюджета вынудило Министерство образования и науки РФ провести существенное уменьшение финансирования вузов в рамках так называемой базовой части госзадания на науку, из которого и финансируется мониторинг. Средства на мониторинг (и без того недостаточные) были сокращены почти на 30%. Уже тогда встал вопрос о приостановке выполнения программы.

Год мы пережили благодаря усилиям директора НИИ биологии ИГУ профессора Максима Анатольевича Тимофеева и при поддержке ректората университета. На поддержание программы были найдены дополнительные внебюджетные средства. Однако после озвученных планов по повторному сокращению бюджета просто опускаются руки, ученых вынуждают заморозить проект. Нужно понимать, что узкие (и в основном уже немолодые) специалисты, годами занимающиеся обработкой планктонных проб и их анализом, не могут «переключиться на другую работу», а затем просто вернуться в проект при поступлении средств. Да и ценность данных мониторинга утрачивается в случае нарушения регулярности и непрерывности наблюдений. Таким образом, «заморозка» непрерывной системы наблюдения даже на один (а скорее всего, не один) кризисный год, по сути, ставит точку в проекте.

Получить средства из научных фондов, будь то РФФИ или РНФ, на проект не удается - слишком малым является выход научных публикаций, особенно в пересчете на количество вовлеченных сотрудников. Специфика мониторинговых работ состоит в том, что при больших трудозатратах и финансовых расходах на их организацию исследователи публикуют лишь незначительное число работ. Однако это очень важные статьи! При этом они часто имеют большое количество соавторов, и индивидуальный вклад исследователей проекта в них теряется.

Так, недавняя статья «A global database of lake surface temperatures collected by in situ and satellite methods from 1985–2009» , опубликованная в журнале Scientifc Data (издательство Nature Publishing Group ), содержит большой объем данных, полученных в рамках проекта мониторинга, и имеет 74 соавтора, из них только двое собственно участники нашего байкальского проекта. Сейчас мы пишем еще одну статью по современному состоянию древних озер мира в консорциуме с более чем 30 международными исследовательским группами. Важность таких работ трудно недооценивать, но в буквальных наукометрических показателях мониторинг всегда будет проигрывать.

Мониторинг копит данные десятилетиями. Такого рода программы никак не учитывались при планировании новой системы финансирования вузовской науки, требующей от ученых большой индивидуальной публикационной активности.

В итоге, что мы имеем на начало текущего года? По сути, программа мониторинга Байкала, которая была запущена более полувека назад, пережившая войну, застой, перестройку и «лихие» девяностые годы, оказалась фактическим банкротом по достижении своего 70-летия.

Причем, происходит это именно в тот период, когда тема наблюдаемых на Байкале экологических проблем и изменений активно обсуждается в ведущих мировых СМИ и на профессиональных площадках. Во множестве публикаций и выступлений говорится о критических изменениях (колебаниях) уровня воды в Байкале, о влиянии глобальных климатических изменений на биоту озера, об увеличении поступления промышленных и бытовых загрязнений, о процессах эвтрофикации озера и массовом разрастании водоросли спирогиры, а также о многих других процессах, наблюдаемых в Байкале.

Следует помнить и то, что текущие проблемы, отмечаемые для озера, могут оказаться пока что лишь «цветочками», тогда как «ягодки» нас ожидают впереди - в связи с запланированным ускорением экономического и туристического развития Байкальского региона. Стоит упомянуть о проекте по строительству дамбы ГЭС на реке Селенга, главном притоке озера, - проекте, последствия реализации которого могут оказать действительно катастрофическое влияние на экосистему озера.

Адекватная оценка проходящих и предполагаемых экологических изменений, принятие каких-либо политических и экономических решений относительно Байкала без данных экологического мониторинга попросту невозможны. Без него можно причинить много вреда уникальному озеру.

Для того чтобы своевременно реагировать на угрозы биоразнообразию , необходимо осуществлять мониторинг состояния экосистемы озера, то есть на регулярной основе получать количественные данные о составе и численности ее индикаторных (фитои зоопланктон) и хозяйственно значимых ( и нерпа) видов и видов-вселенцев, а также обнаруживать, количественно определять и выявлять тенденции изменения химического состава вод озера и накопления токсикантов в живых организмах. Кроме того, надо регулярно оценивать количество вредных веществ, поступающее в

Байкал из атмосферы, с водами притоков и стоками расположенных на берегу населенных пунктов и предприятий, а также с рассеянными стоками от сельскохозяйственных объектов. Помимо оценки масштабов поступления вредных веществ в Байкал, нужно получать регулярные сведения об их выносе с водами , захоронении в донных осадках, биологической и химической трансформации. К числу потенциально вредных веществ при этом необходимо отнести не только токсические соединения, но и «биогенные элементы» - соединения азота и фосфора, которые в избытке вызывают эвтрофикацию (цветение) озер и водохранилищ.

Для получения этой информации существуют государственные службы. В первую очередь, это системы Гидрометслужбы РФ, Роспотребнадзора РФ, которые регулярно осуществляют контроль на стационарных и передвижных постах за состоянием водной среды, атмосферы, солнечной активности. Некоторые ведомственные структуры проводят наблюдения за изменением лесного покрова, почвы, животного и растительного мира, качества продуктов питания, здоровья человека, сейсмической активности и т.д. Кроме системы государственных наблюдений различные аналитические исследования проводят научные организации. Как правило, это нерегулярные анализы отдельных природных компонентов, выполняемые на высокоточных современных приборах.

Известно, что под воздействием антропогенных нагрузок – избыточного поступления биогенных соединений, экотоксикантов, закисления, засоления – в озерах в первую очередь изменяется соотношение и состав индикаторных видов, в частности, доминирующих видов фитои зоопланктона. Интерпретация данных регулярного мониторинга индикаторных видов в существенно осложняется тем, что численность их популяций подвержена природной изменчивости в очень широком диапазоне. Например, один раз за 3–8 лет здесь наблюдаются так называемые «мелозирные годы», в которые происходит массовое размножение диатомовой водоросли Aulacoseira (бывш. Melosira) baicalensis. В обычные годы ее максимальная концентрация не превышает 1–2 тыс. клеток на литр, а в «мелозирные» достигает 500 тысяч клеток на литр. Поэтому система мониторинга должна обеспечивать слежение за «пульсом» природных колебаний, селективно диагностировать те колебания численности и другие изменения, которые выходят за рамки естественных пределов, и именно о них сообщать инстанциям, принимающим решения.

Существует множество путей появления загрязняющих веществ в поверхностных водах. Выделим три основных:

  • естественное загрязнение – изменение качества вод, вызванное природными факторами;
  • загрязнение, причиняемое непосредственно человеком в результате сброса вредных веществ со сточными водами;
  • химическое взаимодействие загрязняющих веществ, поступивших в водный объект. Нередко промежуточные продукты превращений более токсичны, чем исходные загрязняющие вещества, поступающие в водные объекты.

Для оценки качества поверхностных вод в настоящее время используются нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК), однако эта система нормативов, как любая другая, не может быть всеобъемлющей. Сейчас существует более тысячи рыбохозяйственных нормативов, а в поверхностных водах насчитывают уже сотни тысяч тонн загрязняющих веществ. И это число быстро растет.

Систематическое и плановое изучение экологического состояния озер и рек Бурятии в основном начинается с 20-х годов прошлого столетия, с момента организации Академией наук СССР Комиссии по изучению Байкала и создания Гидрометслужбы Бурятской АССР.

Наиболее ранние сведения о химическом составе поверхностных вод бассейна оз. Байкал относятся к 1925 г. и являются результатом исследований Байкальской экспедиции АН СССР, преобразованной в 1928 г. в Байкальскую лимнологическую станцию, а в 1961 г. – в Лимнологический институт Сибирского отделения АН СССР. Работы этого института по изучению гидрохимии рек бассейна оз. Байкал продолжаются по настоящее время.

С 1940 г. систематические наблюдения за химическим составом поверхностных вод бассейна оз. Байкал проводятся Гидрометеорологической службой (Иркутское и Забайкальское УГМС). Результаты химического анализа проб воды, начиная с 1940 г., систематически публикуются в гидрологических ежегодниках. В начале 60-х годов в Улан-Удэнской гидрометобсерватории начинает формироваться гидрохимическая лаборатория. Постепенно внедряются все новые методы химического анализа вод.

К 1973 г. химический состав поверхностных вод на большей части территории бассейна оз. Байкал был изучен довольно подробно. Недостаточно изученной осталось северная часть рассматриваемой территории, прежде всего водосбор р. Верхней Ангары.

В 70-х годах начинается строительство Байкало-Амурской магистрали. Сеть наблюдений на севере Бурятии интенсивно развивается, открываются пункты наблюдений на реках Гоуджекит, Тые, Холодной, Ангаракан, Янчуй, Итыкит и других. В 1975, 1979 и 1981 гг. были проведены экспедиционные обследования бассейна Верхней Ангары.

Обследовались реки Даван, Гоуджекит и Тыя в связи с аварийным загрязнением вод нефтепродуктами. Организованы наблюдения за химическим составом воды рек бассейна озера, атмосферного воздуха, осадков и атмосферных выпадений, водной толщи и донных отложений озера Байкал. Крупномасштабная оценка состояния загрязнения окружающей природной среды потребовала развития таких методов получения информации, как использование вертолетов для снегосъемок и судов для комплексных съемок параметров состояния окружающей среды.

Начиная с 1980 г. Лаборатория мониторинга (ЛАМ), Гидрохимический институт и другие научные учреждения Госкомгидромета, АН СССР, Минвуза РСФСР и других министерств вели интенсивные работы в бассейне Байкала. Комплексные съемки проводились с участием специалистов в области геохимии, гидрологии, метеорологии, гидрохимии, гидробиологии, анализа и обобщения получаемой информации. Основное внимание уделялось содержанию тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов, соединений серы и других загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и осадках, донных отложениях, в воде озера и его притоков, в почвах, гидробионтах, растительности и тканях некоторых животных суши. Для получения надежной информации была проведена интеркалибрация аналитических методов и процедур.

Источник: Байкал: природа и люди: энциклопедический справочник / Байкальский институт природопользования СО РАН; [отв. ред. чл.-корр. А. К. Тулохонов] – Улан-Удэ: ЭКОС: Издательство БНЦ СО РАН, 2009. – 608 с.: цв. ил.


Еще по теме статьи: