Статья: Антропогенная трансформация арктических экосистем России: подходы, методы, оценки

Таблица 2

Общий разностный результат изменений доли площади арктических и субарктических регионов России с разными показателями деградации и восстановления растительного покрова с 2000 по 2015 гг., %

Якутия, Ненецкий и Ямало-Ненецкий АО имеют близкие к средним показатели, но баланс трансформированных и восстанавливаемых площадей в них все же в сторону первых. Наиболее катастрофические ситуации по абсолютным показателям отмечаются в Тюменской области, Республике Коми и Красноярском крае (по 200-300 тыс. км²), но по относительным показателям лидируют Мурманская область (около 37%), Республика Карелия (около 18%), Тюменская область и Республика Коми (около 15,5%).

Рис. 3. Динамика площади кустарников на пробных площадках №1-5 на острове Колгуев (см. рис. 1) в период с 1994 по 2017 гг. Пунктиром обозначена линейная регрессия

Fig. 3. The dynamics of the area of shrubs at test sites No 1-5 on the Island of Kolguev (see Fig. 1) in the period from 1994 to 2017. The dotted line indicates linear regression

Сопоставление данных дистанционного анализа с декларируемыми данными о масштабах деградации земель АЗРФ в Государственном докладе «О состоянии окружающей среды в Российской Федерации» и в аналогичных региональных докладах, на наш взгляд, позволило бы получать более корректные и дифференцированные данные о процессах антропогенного нарушения земель. Но это специальная работа, требующая унификации показателей и согласования критериев оценки.

Опыт оценки трансформации арктических экосистем на локальном уровне

Целостную картину процессов антропогенной трансформации арктической растительности и ее динамики может дать изучение изменений площади кустарников и развеваемых песков на тундровых пастбищах острова Колгуев (Ненецкий АО), состояние растительности которых детально изучено на период до 2013 г. [9], т.е. до проявления эффектов массового падежа домашних оленей в 2013-2014 гг.

Анализ площадей, занимаемых кустарниками, по всем пяти пробным площадкам показал, что на большинстве из них (кроме самой северной) есть тренд увеличения площади, однако в одном случае (площадка 3) изменения не были статистически значимыми. Если сравнить значения площадей до 2002 г. и после 2006 г. для площадок с наибольшим изменением покрытия кустарниками (рис. 4), то наблюдается повышение его средних значений. Однако различия не всегда статистически достоверны. Разброс значений связан с тем, что на результат влияют конкретные условия времени съемки, в том числе влажность, интенсивность вегетации в конкретный год и сезон.

В качестве одного из показателей антропогенной трансформации экосистем оценивалась динамика площади открытых песков, подверженных дефляционным процессам, в очагах нарушений покрова домашними оленями. На всех исследованных площадках с 1994 г. по 2010-2012 гг. наблюдался рост площади, обусловленный ростом пастбищных нагрузок, а потом ее сокращение. По данным Нарьян-Марской сельскохозяйственной станции, приведенным в [9], в 2010 г. на острове было учтено 7,5 тыс. голов оленей, принадлежащих совхозу, и 500 частных оленей, выпасалось до 2 тыс. одичавших животных. Реальная численность оленей по нашим данным к 2013 г. составляла уже около 12 тыс., т. е. превышала допустимую оленеемкость пастбищ почти в 1,5 раза по обеспеченности летними и осенними пастбищами и в 2-2,5 раза по зимним пастбищам. В 2013-2014 гг. произошел массовый падеж оленей. В результате нагрузка на пастбища резко снизилась, началось восстановле- ние растительности, в том числе зарастание песков. Для демонстрации разнонаправленных процессов построены графики динамики площади песков за 1994-2011 и 2013-2017 гг. (рис. 5 и 6).

Рис. 4. Изменения площади кустарников и ее средних показателей на пробных площадках №3 (зеленый цвет) и 5 (оранжевый цвет)) в периоды 1994-2002 и 2007-2017 гг.

Fig. 4. Changes of the area of shrubs and its average indicators at test sites No. 3 (green) and 5 (orange) in the periods 1994-2002 and 2007-2017

В ряде случаев сокращение площади открытых песков наблюдалось уже в 2011 г., а иногда и в 2009 г. (рис. 6а), что объясняется снижением сезонных пастбищных нагрузок на отдельные участки после их быстрой дигрессии.

Заключение

Разномасштабные оценки динамики антропогенной трансформации экосистем АЗРФ показывают, что на фоне изменений климата, которые в целом усиливают эти процессы, происходит увеличение площади деградируемых экосистем как за счет накапливаемого эффекта, так и вследствие медленных процессов восстановления. Известно, что продолжительность восстановления арктических экосистем на первичных субстратах составляет первые тысячи лет, а вторичных сукцессий - до 100 и более лет [16].

В АЗРФ и на прилегающих территориях процессы антропогенной трансформации распространены более чем на 300 тыс. км². Процессы «позеленения» Арктики, которые связаны с ростом NDVI (продуктивности растительности), нельзя рассматривать как «позитивные» и «компенсационные» в отношении процессов трансформации. И те и другие дестабилизируют естественный ход функционирования арктических экосистем. Площади деградированных земель растут и в большинстве регионов превалируют над площадью восстанавливаемых после нарушений земель.

Сравнительно низкая фрагментация регионов АЗРФ (исключение составляют Мурманская область и Ямало-Ненецкий АО) позволяет заключить, что «очаговый» характер антропогенной трансформации экосистем не перерастет в «фронтальный», который может привести к усилению деградации природы, развитию масштабных криогенных процессов и замедлению восстановления растительности.

Антропогенная трансформация экосистем однозначно сокращает пространство, занимаемое местообитаниями аборигенной арктической биоты, в том числе популяций редких видов. В качестве компенсации деградационных процессов в АЗРФ необходимо развивать сеть особо охраняемых природных территорий, которые по примеру других арктических государств (США, Норвегии, Дании, Швеции, Канады и др.) должны занимать до 20-50% территорий и акваторий.

Одним из важных результатов нашей работы можно считать обоснование разработки нового алгоритма дистанционного мониторинга состояния экосистем АЗРФ, позволяющего получать на разных пространственных уровнях детальную информацию об экосистемах. Имеющийся опыт [8; 15; 24] показывает его эффективность. Такая научно-практическая разработка могла быть создана в рамках национальных проектов «Экология» и «Наука» (2019-2024 гг.) и Комплексного проекта развития Северного морского пути (2015-2030 гг.).

Рис. 5. Динамика площади открытых песков на острове Колгуев в период с 1994 по 2017 гг. Пунктиром обозначена линия тренда

Fig. 5. The dynamics of the open sand area on the Island of Kolguev (see. Fig. 1) in the period from 1994 to 2017. The dotted line indicates the trend line

Рис. 6. Изменения площади открытых песков на острове Колгуев в периоды 1994-2011 гг. (а) и 2013-2017 гг. (б)

Fig. 6. Changes of the open sand area on the Island of Kolguev (see. Fig. 1) in the periods 1994-2011 (а) and 2013-2017 (б)

Литература

1. Гордеев В.В., Данилов А.А., Евсеев А.В. и др. Диагностический анализ состояния окружающей среды Арктической зоны Российской Федерации (Расширенное резюме) / Отв. ред. Б.А. Моргунов. M.: Науч. мир, 2011. 200 с.

2. Российская Арктика: на пороге катастрофы / Ред.: А.В. Яблоков, В.Н. Калякин, Г.Е. Вильчек. - М.: Центр экол. политики России, 1996. - 208 с.

3. Природная среда Европейской части СССР (опыт регионального анализа) / Ред. А.Ф. Мандыч. - М.: Ин-т географии АН СССР, 1989 - 229 с.

4. Первый национальный доклад «Сохранение биоразнообразия в России» / Ред. А.М. Амирханов, В.Ю. Ильяшенко, А.А. Тишков. - М.: Госкомэкологии России, 1997. - 170 с.

5. Состояние биологического разнообразия природных экосистем России / Под ред. В.А. Орлова, А.А. Тишкова. - М.: НИА-Природа, 2004. - 116 с.

6. Пузаченко Ю.Г., Дьяконов К.Н., Алещенко Г.М. Разнообразие ландшафта и методы его измерения. География и мониторинг биоразнообразия. - М.: Изд-во Науч. и учебно-метод. центра, 2002. - 432 с.

7. Кренке А.Н., Пузаченко Ю.Г. Построение карты ландшафтного покрова на основе дистанционной информации // Экол. планирование и управление. - 2008. - №2 (7). - С. 10-25.

8. Тишков А.А., Вайсфельд М.А., Глазов П.М. и др. Биотически значимые тренды климата и динамика биоты российской Арктики // Арктика: экология и экономика. - 2019. - №1 (33). - С. 71-87.

9. Лавриненко О.В., Лавриненко И.А. Растительный покров оленьих пастбищ острова Колгуев: преемственность исследований и современные подходы // Труды международной научной конференции, посвященной 300-летию основания БИН РАН: Ботаника: История, теория, практика. - СПб., 2014. - С. 124-131.

10. United State Geological Survey.

11. Елсаков В.В. Пространственная и межгодовая неоднородность изменений растительного покрова тундровой зоны Евразии по материалам съемки MODIS 2000-2016 гг. // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. - 2017. - Т. 14, №6. - С. 56-72.

12. Интерпретация комбинаций каналов данных Landsat TM / ETM+

13. Тишков А.А., Кренке-мл. А.Н. «Позеленение» Арктики в ХХ! веке как эффект синергизма действия глобального потепления и хозяйственного освоения // Арктика: экология и экономика. - 2015. - №4 (20). - С. 28-38.

14. Белоновская Е.А., Тишков А.А., Вайсфельд М.А. и др. «Позеленение» Арктики и современные тренды ее биоты. // Изв. РАН. Сер. Геогр. - 2016. - №3. - C. 28-39.

15. Тишков А.А., Белоновская Е.А., Вайсфельд М.А. и др. «Позеленение» тундры как драйвер современной динамики арктической биоты // Арктика: экология и экономика. - 2018. - №2 (30). - C. 31-44.

16. Тишков А.А. Современное состояние и изменения наземных экосистем Российской Арктики // Изменения природной среды России в ХХ веке. - М.: Молнет, 2012. - С. 86-103.

17. Цибульский В.Р., Валеева Э.И., Арефьев С.П. и др. Природная среда Ямала. - Тюмень, 1995. - 104 с.

18. Мизин И.А. Современные проблемы удаления ТБО из труднодоступных районов российской Арктики.

19. Тишков А. Conservation of Russian Arctic biodiversity // Geography, Environment, Sustainability. - 2012. - Vol. 5, №3. - P 20-27.

20. Присяжная А.А., Круглова С.А., Хрисанов В.Р., Снакин В.В. Картографирование охраняемых на федеральном уровне видов растений в Арктической зоне Российской Федерации // Арктика: экология и экономика. - 2019. - №1 (33). - С. 61-70.

21. Макеев В.М., Клоков К.Б., Колпащиков Л.А., Михайлов В.В. Северный олень в условиях изменяющегося климата. - СПб.: ГПА, 2014. - 244 c.

22. Кокорин А.О. Изменение климата: обзор Пятого оценочного доклада МГЭИК. - М.: Всемир. фонд дикой природы (WWF), 2014. - 80 с.

23. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации: Техническое резюме. - М.: Росгидромет, 2014. - 94 с.

References

1. Gordeev V.V., Danilov A.A., Evseev A.V., Kochemasov Yu.V., Luk'yanov Yu.S., Lystsov V.N., Moiseenko T.I., Murashko O.A., Nemirovskaya I.A., Patin S.A., Solomatin V.I., Sotskov Yu.P, Strakhov V.V., Tishkov A.A., Treger Yu.A., Shishova O.N. Diagnosticheskii analiz sostoyani- ya okruzhayushchei sredy Arkticheskoi zony Rossiiskoi Federatsii (Rasshirennoe rezyume). [Diagnostic analysis of the Arctic zone environment of the Russian Federation (Extended summary).]. Otv. red. B.A. Morgunov. Moscow, Nauch. mir, 2011, 200 p. (In Russian).

2. Rossiiskaya Arktika: na poroge katastrofy. [Russian Arctic: on the verge of disaster]. Red.: A.V. Yablokov, V.N. Kalyakin, G.E. Vil'chek. Moscow, Tsentr ekol. politiki Rossii, 1996, 208 p. (In Russian).

3. Prirodnaya sreda Evropeiskoi chasti SSSR (opyt regional'nogo analiza). [Russian Arctic: on the verge of disaster]. Red. A.F. Mandych. Moscow, In-t geografii AN SSSR, 1989, 229 p. (In Russian).

4. Pervyi natsional'nyi doklad “Sokhranenie bioraznoo- braziya v Rossii”. [First National Report “Biodiversity Conservation in Russia”]. Red. A.M. Amirkhanov, V.Yu. Il'yashenko, A.A. Tishkov. Moscow, Goskomekologii Rossii, 1997, 170 p. (In Russian).

5. Sostoyanie biologicheskogo raznoobraziya prirod- nykh ekosistem Rossii. [The state of biological diversity of natural ecosystems in Russia]. Pod red. V.A. Orlova, A.A. Tishkova. Moscow, NIA-Priroda, 2004, 116 p. (In Russian).

6. Puzachenko Yu.G., D'yakonov K.N., Aleshchenko G.M. Raznoobrazie landshafta i metody ego izmereniya. Geografiya i monitoring bioraznoobraziya. [Diversity of the landscape and methods of its measurement. Geography and monitoring of biodiversity]. Moscow, Izd-vo Nauch. i uchebno-metod. tsentra, 2002, 432 p. (In Russian).

7. Krenke A.N., Puzachenko Yu.G. Postroenie karty landshaftnogo pokrova na osnove distantsionnoi informatsii. [Making a map of landscape cover based on distance information]. Ekol. planirovanie i upravlenie, 2008, no. 2 (7), pp. 10-25. (In Russian).