Широков Рой Сергеевич. Оценка динамики геоэкологических условий прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата

Краткое описание

Широков Рой Сергеевич. Оценка динамики геоэкологических условий прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству»], 2021

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВУ
На правах рукописи
Широков Рой Сергеевич
ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИБРЕЖНО-МОРСКОЙ ОБЛАСТИ ЗАПАДНОГО ЯМАЛА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА
Специальность 25.00.36 - Геоэкология
Диссертация на соискание учёной степени
кандидата географических наук
Научный руководитель:
доктор технический наук, профессор
Шаповалов Дмитрий Анатольевич
Научный консультант:
доктор геолого-минералогических наук,
Васильев Александр Алексеевич
Москва 2021 
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА .8
1.1. Физико-географическая характеристика прибрежно-морской области Западного
Ямала 8
1.2. Исследовательская и методологическая база 15
1.3. Выводы 25
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИБРЕЖНО-МОРСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА 26
2.1. Изменения климата 26
2.2. Изменение морских и прибрежных гидрологических условий 39
2.3. Многолетнемёрзлые породы в прибрежно-морской области 50
2.4. Соотношение континентальной и шельфовой мерзлоты в переходной области81
2.5. Особенности ландшафтной структуры Западного Ямала 85
2.6. Влияние антропогенной деятельности на геоэкологические условия 93
2.7. Выводы 95
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИБРЕЖНО-МОРСКОЙ ОБЛАСТИ ЗАПАДНОГО ЯМАЛА
ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА 98
3.1. Методические подходы к оценке динамики геоэкологических условий прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата 99
3.2. Оценочные критерии геоэкологической напряжённости состояния окружающей
среды 105
3.3. Формирование геоэкологических условий прибрежно-морской области при
изменении климата 110
3.4. Оценка динамики геоэкологических условий Западного Ямала 113
3.5. Выводы 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 127
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Прибрежно-морская область Западного Ямала - наиболее чувствительная и уязвимая территория при климатических изменениях. Ширина полосы риска прибрежно-морской области, обусловленная интенсивным развитием криогенных процессов, составляет около 400 м от береговой полосы вглубь берега. Анализ полученных данных по трендам среднегодовой температуры воздуха показал, что в течение последних 50 лет на Западном Ямале реализуется умеренный сценарий потепления климата с ростом среднегодовых температур до 4,0-4,5оС/100 лет и повышением температуры придонного слоя воды в Карском море со скоростью до 0,028оС в год. Из-за потепления климата в этой зоне формируются более благоприятные условия для развития растительного покрова и прироста биомассы. Одновременно наблюдается прогрессирующее оттаивание верхнего горизонта мёрзлых пород и развитие деструктивных процессов. Для выявления последствий климатических изменений создана геоэкологическая исследовательская и методологическая база Западного Ямала (БД_ЗЯмал), состоящая из трёх блоков - континентальная часть - БД_КЧ, переходная область - БД_ПО и морская часть - ГИС_КМ. БД_КЧ включает в себя: метеорологические и климатические данные, геологическое и геокриологические строение; температурный режим ММП, температурный режим почв, данные по динамике сезонного оттаивания, ландшафтное строение, геоботанические описания и растительный покров. БД_ПО содержит информацию о температуре и солёности моря на мелководье, температурному режиму пород в области деградации и новообразования ММП, ГИС-ориентированную карту типов мёрзлых толщ в прибрежно¬морской области, данные о динамике арктических берегов и отступании береговой линии; динамике поверхности пляжа и примыкающего подводного берегового склона. ГИС_КМ содержит информацию о придонной температуре и солёности Карского моря, серию общеупотребительных карт (придонной температуры Карского моря, осреднённой за весь период наблюдения, карты летних и зимних придонных температур); геоинформационную основу.
БД_ЗЯмал применена для геоэкологической оценки динамики состояния природной среды прибрежно-морской области Западного Ямала и позволила разработать:
• оценочные критерии динамики состояния природной среды и её компонентов, таких как климат, ландшафт, рельеф, ММП, почвы, растительность;
• форматы и первичное наполнение баз данных геоэкологического мониторинга в континентальных условиях по предшествующим наблюдениям;
• комплексную (интегральную) оценку динамики состояния природной среды и её компонентов прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата;
• ГИС-ориентированную карту соотношения мерзлых толщ прибрежно-морской области Карского моря;
• алгоритм пополнения БД_ЗЯмал в форматах, пригодных для использования в
ГИС;
• аналитические карты пространственно-временного распределения придонной температуры и солёности воды на основе батиметрических, геологических данных особенностей шельфовой зоны северных морей;
• уточнённые аналитические ГИС-ориентированные геоэкологические карты на основе анализа климатических параметров Западного Ямала и гидродинамики Карского моря;
• геоэкологические модели (картосхемы) оценки изменения природной среды.
Установлено, что в пределах прибрежно-морской области Западного Ямала, на
коротком пространстве, в её разных природных зонах одновременно наблюдаются реверсивные реакции (тренды) компонентов природной среды на климатические изменения, определяющие изменения геоэкологических условий этих зон.
Сформулированные основные принципы интегральной (балльно-рейтинговой) оценки динамики геоэкологического состояния природной среды прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата таковы: 1) устойчивость оценивается с помощью показателей, характеризующих изменчивость (динамичность) геосистемы: чем больше динамичность, тем меньше устойчивость и наоборот; 2) значения этих показателей должны быть результатом реализации по возможности большего числа внутрисистемных связей: чем больше связей, тем репрезентативнее показатель.
Оригинальная методика интегральной оценки динамики геоэкологического состояния природной среды прибрежно-морской области Западного Ямала включала в себя следующие положения: определение комплекса показателей-факторов природной среды, влияющих на геоэкологическую обстановку; выявление реверсивных показателей изменения окружающей среды; ранжирование уровней геоэкологической нарушенности (дестабилизации); выделение комплекса оценочных критериев геоэкологической напряжённости окружающей среды; обоснование шкалы балльно-рейтинговой оценки динамики геоэкологических условий на основе выделенных оценочных критериев относительно показателей устойчивости геосистемы с учётом реверсивных показателей; интегральную (балльно-рейтинговую) оценку динамики геоэкологических условий прибрежно-морской области Западного Ямала относительно показателей устойчивости геосистемы с применением ГИС-технологий на основе разработанной методики.
Комплекс критериев динамики состояния геоэкологической среды разработан на основе четырёхранговой оценочной структуры, соотнесённой с показателями устойчивости геосистемы. Для оценки динамики геоэкологических условий прибрежно-морской области
Западного Ямала выбран балльный подход, в котором каждому показателю (фактору природной среды, влияющему на геоэкологическую обстановку) присваивался балл от 1 до
10. Баллы рассчитывались на основе оценочных критериев в процентном соотношении относительно показателей устойчивости геосистемы.
В целом же геоэкологические условия можно пока считать достаточно устойчивыми (7 баллов, >50%), за исключением случаев промышленного освоения, при котором антропогенная нагрузка может превысить адаптивные возможности природной среды