CC BY
38
УДК 528.8 А.Г. Шарикалов СГГА, Новосибирск М.В. Якутин
СГГА, ИПА СО РАН, Новосибирск
МЕТОД СРАВНЕНИЯ В ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ ТЕРРИТОРИЙ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОЙ ТАЙГИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
С использованием дистанционных методов зондирования земли построены ландшафтно-экологические карты 25 месторождений и 20 особо-охраняемых природных территорий в подзоне северной тайги Западной Сибири. На основании построенных карт проведен сравнительный геоэкологический анализ состояния экосистем.
A.G. Sharikalov
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
10 Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russian Federation M.V. Yakutin
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
10 Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russian Federation Institute of Soil Science and Agrochemistry (ISSA)
18 Sovetskaya St., Novosibirsk, 630099, Russian Federation
COMPARISON METHOD IN GEOECOLOGICAL MONITORING OF THE OIL-FIELDS TERRITORY IN NORTHERN TAIGA IN THE WESTERN SIBERIA
Landscape-ecological maps of the 25 oil-fields and the 20 natural reservations are constructed. The comparative geoecological analysis of an ecosystems status is conducted with help of the constructed maps.
Нефтедобывающая промышленность в таежной зоне Западной Сибири является основным агентом воздействия на природный экосистемы. Городская промышленность, коммунальное хозяйство и дорожно-транспортная сеть развиты, как правило, настолько, насколько развита нефтедобыча. Разработка нефтегазовых месторождений началась в Западной Сибири в 1963-1964 гг. Темпы добычи постоянно нарастали и расширялись площади отчужденных и загрязненных земель.
В настоящее время значительная часть нефтяных запасов крупнейших месторождений выработана на 60-70%. Идет постепенное сокращение объемов добычи нефти и газа в Западной Сибири. Но площадь нарушенных территорий
продолжает увеличиваться за счет освоения новых месторождений, развития и реконструкции старых, разработка, которых не достигла плановых величин [1].
Цель настоящей работы состояла в анализе особенностей антропогенного воздействия, связанного с нефтегазодобычей, на экосистемы северной тайги Западной Сибири. В качестве объектов исследования в подзоне северной тайги в границах Тюменской области были выбраны территории 25 месторождений углеводородного сырья. Для сравнения в качестве территории, незатронутой хозяйственной деятельностью человека, рассмотрены 20 участков в границах особо-охраняемых природных территорий (ООПТ) [2, 3, 4]. Исследованные месторождения открыты с 1965 (Губкинское - 28) по 1991 год (Малоперевальное -16) и имеют различный характер использования (нефтяные, нефте-газововые, нефте-газо-конденсатные, газо-конденсатные, газовые). Площади изученных месторождений варьируют от 2891 км2 (Тапское - 8) до 73745 км2 (Суторминское - 24). Исследованные ООПТ открыты с 1976 (Собты-Юганский
- 5) по 2005 год (Верхнеполуйский - 11), и являются биологическими, зоологическими или комплексными заказниками и природными парками. Площади их варьируют от 205 км2 (Тыдда-Оттинский - 16) до 22327 км2 (Сынско-Войкарский). Эти территории использовалась как «нуль отсчет» или «антропогенный фон». Схема расположения и номера территорий месторождений и ООПТ приведены на рис. 1.
Рис. 1. Схема расположения изученных объектов
Исследования проводились по многоспектральным данным дистанционного зондирования Земли, полученных со спутника Landsat 7 (съемка 1999-2003 гг.). Для автоматизации обработки космических снимков использовался программный комплекс IIT VIS Eni 4.5. С помощью программного алгоритма Gram-Schmidt Spectral Sharpening разрешение 30-ти метровых спектральных каналов снимка было увеличено с использованием 15-ти метрового панхроматического канала. Классификация космических снимков происходила с использованием каналов 7-4-2. На рис. 2 приведен фрагмент снимка на Харампурское нефте-газо-конденсатное месторождение (№3): а) в привычном человеческому глазу спектре (комбинация каналов 3-2-1); б) с использованием данных от сенсоров в среднем и ближнем инфракрасных диапазонах (комбинация 7-4-2); в) данные полученные в результате анализа
космического снимка по средствам классификации данных с обучением (supervised classification).
а) б) в)
Рис. 2. Фрагмент космического снимка со спутника Landsat ETM+ и графическое представление результата его анализа
По результатам работы были составлены ландшафтно-экологические карты месторождений и ООПТ, с помощью которых стало возможно определить площади основных классов экосистем на изученных территориях. Для каждого класса экосистем определялся процент от общей площади территории месторождения (табл. 1) или ООПТ (табл. 2). Затем полученные выборки анализировались с использованием методов вариационного и дисперсионного анализов [5]. Несмотря на то, что изученные участки имеют неодинаковую общую площадь, стало возможным оценить на большом массиве данных некоторые тенденции в изменении доли различных экосистем, происходящих в процессе освоения территории и нефтедобычи.
В процессе освоения территории до 3,6% площади месторождения занимаются объектами промышленности и транспорта, и до 2,2% территории занимают в той или иной степени нарушенные экосистемы (средние значения 2,0% и 1,0%, соответственно). Это чаще всего территории, лишенные растительности. Предположительно, важный вклад в это вносит критический износ оборудования и, как следствие, периодические масштабные разливы нефти [1].
№ участка Леса смешанные Леса хвойные Болота и тундра Водные объекты Нарушенн ые земли Объекты промышленности и транспорта
1 20,32 26,37 22,12 28,56 1,07 1,56
2 19,12 28,77 20,4 29,4 0,17 2,14
3 17,76 25,54 20,84 33,21 0,91 1,74
4 12,14 26,53 24,12 36,21 0,03 0,97
6 26,7 22,16 21,43 28,43 0,31 0,97
7 14,95 24,32 26,98 29,93 1,3 2,52
8 18,5 29,31 27,41 21,75 1,09 1,94
9 25,49 21,86 21,93 27,36 1,76 1,6
10 23,11 26,34 20,28 26,76 1,19 2,32
11 21,21 24,15 21,52 27,29 2,19 3,64
13 23,92 27,14 23,2 22,42 1,19 2,13
14 19,83 26,41 23,22 27,47 0,31 2,76
15 17,85 28,32 19,01 31,21 0,71 2,9
16 21,42 27,93 20,84 28,4 1,09 0,32
17 29,4 28,63 19,56 18,43 1,26 2,72
18 20,34 23,16 26,41 27,76 0,23 2,1
19 35,23 11,41 22,32 28,04 1,43 1,57
20 21,41 23,16 20,14 32,12 1,26 1,91
21 20,41 29,48 20,32 27,28 0,57 1,94
22 13,81 29,76 20,1 34,72 1,24 0,37
23 28,54 16,41 23,74 29,55 0,72 1,04
24 26,15 18,42 21,69 30,12 1,3 2,32
25 29,6 30,85 21,89 12,85 1,74 3,07
27 19,2 23,15 23,09 32,14 0,33 2,09
28 26,21 19,28 19,45 30,41 1,41 3,24
Среднее 22,1±1,1 24,8±0,9 22,1±0,5 28,1±1,0 1,0±0,1 2,0±0,2
№ участка Леса смешанные Леса хвойные Болота и тундра Водные объекты Нарушенные земли
2 19,42 29,19 29,46 21,93 0
3 21,51 31,42 26,13 20,94 0
4 20,19 27,65 27,93 24,18 0,05
5 24,39 39,41 21,83 14,37 0
6 23,21 32,94 26,14 17,71 0
7 23,87 31,14 16,98 27,33 0,68
8 10,8 28,21 23,49 37,42 0,08
9 21,5 32,14 22,14 24,22 0
10 12,4 37,62 28,76 21,11 0,11
11 22,46 29,98 25,85 21,52 0,19
13 18,46 31,27 22,72 27,55 0
14 19,4 26,5 19,92 34,18 0
15 19,62 29,21 22,19 28,98 0
16 21,12 27,32 19,48 32,08 0
17 22,97 28,63 22,12 26,28 0
25 17,41 27,64 28,14 26,81 0
26 19,32 30,06 19,65 30,97 0
27 21,47 27,16 24,61 26,76 0
28 26,53 31,42 27,32 14,73 0
30 20,14 29,16 24,35 26,18 0,17
Среднее 20,3±0,8 30,4±0,7 24,0±0,8 25,3±1,3 0,06±0,04
В среднем 28% территории месторождений занимают водные объекты (коэффициент вариации 18%), и 22% - болота и тундры (коэффициент вариации 10%). По сравнению с ООПТ достоверного изменения доли площадей этих экосистем в общей площади не происходит. Смешанные леса занимают на территориях месторождений от 12 до 35% (в среднем 22%), а на ООПТ - от 11 до 27% (в среднем 20%). Различия между выборками по данному показателю оказались также недостоверными. Хвойные леса, являющиеся наиболее ценными и подлежащими охране, размещены в ООПТ на площади, составляющей от 27 до 39% (в среднем 30% площади). На территориях месторождений леса занимают от 11 до 31% площади (в среднем - 25%), что достоверно ниже, чем в ООПТ.
Таким образом, уже на данном этапе выполнения работы можно сделать вывод об общем достоверном снижении доли хвойных лесов на территориях месторождений разного возраста, в то время как достоверного снижения площадей остальных выделенных классов экосистем зафиксировать не удалось. Очевидно, требуется активизация природоохранной деятельности для
сохранения и восстановления наиболее ценных хвойных лесов на территориях месторождений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Васильев, С.В. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы / С.В. Васильев. - Новосибирск: Наука, 1998.
- 136 с.
2. Администрация Ямало-Ненецкого автономного округа [Электронный ресурс] / отдел «Экономика». «Лесной план ЯНАО (проект)». - Электрон. дан. -Салехард, 2010. - Режим доступа: http//adm.yanao.ru/
3. Схема территориального планирования Ямало-Ненецкого автономного округа [утверждена постановлением Администрации Ямало-Ненецкого автономного округа от 18.06.2009 № 343-А] // Администрация ЯмалоНенецкого автономного округа [Электронный ресурс] / отдел «Экономика». «Территориальное планирование ЯНАО». - Электрон. дан. - Салехард, 2009. -Режим доступа: http://adm.yanao.ru/
4. Карта недропользования. Ямало-Ненецкий автономный округ (для служебного пользования) [Карта] / сост. и подгот. к печати ОАО «Сибирский научно-аналитический центр». - 1: 750 000, 7.5 км в 1 см; проекция равноуг. поперечн.-цилиндрич. Гаусса. - Тюмень: Сибнац, 2006.
5. Плохинский, Н.А. Биометрия / Н.А. Плохинский. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. - 367 с.
6. Сорокин, О.Д. Прикладная статистика на компьютере / О.Д. Сорокин. -Краснообск: ГУП РПО СО РАСХН, 2004. - 162 с.
© А.Г. Шарикалов, М.В. Якутин, 2011
