Научная статья на тему 'ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РЕГИОНОВ РОССИИ'

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РЕГИОНОВ РОССИИ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
221
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ / ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА / РЕГИОНЫ РОССИИ / ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ИНДЕКСЫ

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Тикунов Владимир Сергеевич, Белоусов Станислав Константинович

Введение. В статье приведена методика интегральной оценки антропогенного воздействия на природную среду как составной части комплексной экологической оценки территории России. Методика основана на агрегировании показателей воздействия человека на важнейшие компоненты природной среды. Материалы и методы исследования. Рассчитанные относительные показатели антропогенного воздействия на природную среду для оценки были скомпонованы в два набора данных: за 2018 г. и за 2010-2018 гг. Первый набор данных использовался для анализа пространственного распределения экологических оценочных характеристик, а второй - для ретроспективного анализа соответствующих оценок. Исходя из полученного набора показателей для исследования, был выбран двухступенчатый алгоритм оценки, разработанный одним из авторов [Тикунов, 1997]. Применённый графический приём цветового разделения данных, относящихся к различным компонентам природной среды, улучшает наглядность результатов проведённой оценки, а также находит своё отражение при картографировании интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду с использованием метода цветового треугольника. Результаты исследований и их обсуждение. В результате проведённых расчётов для набора данных за 2018 г. сформировано четыре вектора, содержащих значения частных индексов антропогенного воздействия на атмосферный воздух, поверхностные воды, почвенный покров и интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду соответственно для всех, обеспеченных статистикой регионов России. Все индексы сформированы по принципу увеличения антропогенного воздействия при увеличении значения соответствующего индекса. Для набора данных, включающего значения показателей с 2010 по 2018 г. также рассчитан аналогичный набор индексов, и сформированы 4 матрицы размерности 81 х 9 для регионов России за каждый год. Эти матрицы позволяют не только выявлять пространственные закономерности распределения уровня антропогенного воздействия, но и изучать динамику данного явления применительно к регионам России. Выводы. Используя данную методику оценки антропогенного воздействия на природную среду можно достаточно эффективно выявлять регионы России, в которых требуются активные действия органов государственной власти, направленные на уменьшение загрязнения природной среды. Это достигается за счёт одновременной оценки каждого региона с точки зрения величины антропогенного воздействия, компонентов природной среды, подверженных наибольшему воздействию, а также динамики данного воздействия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Тикунов Владимир Сергеевич, Белоусов Станислав Константинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INTEGRATED ASSESSMENT AND MAPPING OF ANTHROPOGENIC IMPACT ON THE NATURAL ENVIRONMENT OF RUSSIAN REGIONS

Introduction. The article presents the method of integral assessment of anthropogenic impact on the natural environment as an integral part of a comprehensive environmental assessment of the territory of Russia. The methodology is based on the aggregation of indicators of human impact on the most important components of the natural environment. Materials and methods of the research. The calculated relative indicators of anthropogenic impact on the natural environment for the assessment were compiled into two data sets: for 2018 and for 2010-2018. The first set of data was used to analyze the spatial distribution of environmental assessment characteristics, and the second set was used to retrospectively analyze the corresponding estimates. Based on the obtained set of indicators for the study, a two-stage evaluation algorithm developed by one of the authors was chosen [Tikunov, 1997]. The applied graphical technique of color separation of data related to various components of the natural environment improves the visibility of the results of the assessment, and is also reflected in the mapping of the integral index of anthropogenic impact on the natural environment using the color triangle method. The results of the study and their discussion. As a result of the calculations carried out for the data set for 2018, four vectors were formed containing the values of the partial indices of anthropogenic impact on atmospheric air, surface water, soil cover and the integral index of anthropogenic impact on the natural environment, respectively, for all the regions of Russia provided with statistics. All indices are formed according to the principle of increasing the anthropogenic impact when the value of the corresponding index increases. For a data set that includes the values of indicators from 2010 to 2018, a similar set of indices is also calculated, and 4 matrices of dimension 81 x 9 for the regions of Russia for each year are formed. These matrices allow not only to identify spatial patterns of distribution of the level of anthropogenic impact, but also to study the dynamics of this phenomenon in relation to the regions of Russia. Conclusions. Using this method of assessing the anthropogenic impact on the natural environ- ment, it is possible to effectively identify the regions of Russia in which active actions of state authorities are required to reduce environmental pollution. This is achieved by simultaneously assessing each region in terms of the magnitude of the anthropogenic impact, the components of the natural environment that are most affected, as well as the dynamics of this impact.

Текст научной работы на тему «ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РЕГИОНОВ РОССИИ»

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», №1, 2021

25.00.24. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, СОЦИАЛЬНАЯ,

УДК 314.72 ПОЛИТИЧЕСКАЯ И РЕКРЕАЦИОННАЯ ГЕОГРАФИЯ

Тикунов В.С., Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Гео-

графический факультет, Москва; Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия. Е-mail: vstikunov@yandex.ru;

Белоусов С.К. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет, Москва, Россия. Е-mail: vstikunov@yandex.ru

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РЕГИОНОв РОссИИ

DOI: 10.37493/2308-4758.2021.1.6

Введение. В статье приведена методика интегральной оценки антропогенного воздей-

ствия на природную среду как составной части комплексной экологической оценки территории России. Методика основана на агрегировании показателей воздействия человека на важнейшие компоненты природной среды.

Материалы и методы исследования. Рассчитанные относительные показатели антропогенного воздействия на природную среду для оценки были скомпонованы в два набора данных: за 2018 г. и за 2010—2018 гг. Первый набор данных использовался для анализа пространственного распределения экологических оценочных характеристик, а второй - для ретроспективного анализа соответствующих оценок. Исходя из полученного набора показателей для исследования, был выбран двухступенчатый алгоритм оценки, разработанный одним из авторов [Тикунов, 1997]. Применённый графический приём цветового разделения данных, относящихся к различным компонентам природной среды, улучшает наглядность результатов проведённой оценки, а также находит своё отражение при картографировании интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду с использованием метода цветового треугольника.

Результаты исследований и их обсуждение. В результате проведённых расчётов для набора данных за 2018 г. сформировано четыре вектора, содержащих значения частных индексов антропогенного воздействия на атмосферный воздух, поверхностные воды, почвенный покров и интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду соответственно для всех, обеспеченных статистикой регионов России. Все индексы сформированы по принципу увеличения антропогенного воздействия при увеличении значения соответствующего индекса. Для набора данных, включающего значения показателей с 2010 по 2018 г. также рассчитан аналогичный набор индексов, и сформированы 4 матрицы размерности 81 х 9 для регионов России за каждый год. Эти матрицы позволяют не только выявлять пространственные закономерности распределения уровня антропогенного воздействия, но и изучать динамику данного явления применительно к регионам России.

Выводы. Используя данную методику оценки антропогенного воздействия на при-

родную среду можно достаточно эффективно выявлять регионы России, в которых требуются активные действия органов государственной власти, направленные на уменьшение загрязнения природной среды. Это достигается за счёт одновременной оценки каждого региона с точки зрения величины антропогенного воздействия, компонентов природной среды, подверженных наибольшему воздействию, а также динамики данного воздействия.

Ключевые слова: антропогенное воздействие, экологическая обстановка, регионы России, интегральные индексы.

Tikunov V. S. Lomonosov Moscow state University, Belousov S. K. Faculty of Geography, Leninskie Gory, 1, 119991, Moscow, Russia, e-mail: vstikunov@yandex.ru

Integrated Assessment and Mapping of Anthropogenic Impact on the Natural Environment of Russian Regions

Introduction. The article presents the method of integral assessment of anthropogenic impact

on the natural environment as an integral part of a comprehensive environmental assessment of the territory of Russia. The methodology is based on the aggregation of indicators of human impact on the most important components of the natural environment.

Materials and methods

of the research. The calculated relative indicators of anthropogenic impact on the natural environment for the assessment were compiled into two data sets: for 2018 and for 2010-2018. The first set of data was used to analyze the spatial distribution of environmental assessment characteristics, and the second set was used to retrospectively analyze the corresponding estimates. Based on the obtained set of indicators for the study, a two-stage evaluation algorithm developed by one of the authors was chosen [Tikunov, 1997]. The applied graphical technique of color separation of data related to various components of the natural environment improves the visibility of the results of the assessment, and is also reflected in the mapping of the integral index of anthropogenic impact on the natural environment using the color triangle method.

As a result of the calculations carried out for the data set for 2018, four vectors were formed containing the values of the partial indices of anthropogenic impact on atmospheric air, surface water, soil cover and the integral index of anthropogenic impact on the natural environment, respectively, for all the regions of Russia provided with statistics. All indices are formed according to the principle of increasing the anthropogenic impact when the value of the corresponding index increases. For a data set that includes the values of indicators from 2010 to 2018, a similar set of indices is also calculated, and 4 matrices of dimension 81 x 9 for the regions of Russia for each year are formed. These matrices allow not only to identify spatial patterns of distribution of the level of anthropogenic impact, but also to study the dynamics of this phenomenon in relation to the regions of Russia.

Conclusions. Using this method of assessing the anthropogenic impact on the natural environ-

ment, it is possible to effectively identify the regions of Russia in which active actions of state authorities are required to reduce environmental pollution. This is achieved by simultaneously assessing each region in terms of the magnitude of the anthropogenic impact, the components of the natural environment that are most affected, as well as the dynamics of this impact.

Key words: anthropogenic impact, environmental situation, Russian regions, integral indices.

Results of the study and their discussion.

Введение

В статье приведена методика интегральной оценки антропогенного воздействия на природную среду как составной части комплексной экологической оценки территории России. Методика основана на агрегировании показателей воздействия человека на важнейшие компоненты природной среды. В работе использованы данные государственной статистики за 2010-2018 гг., что обеспечивает возможность выявления территориальных различий в уровне антропогенного воздействия и оценки его динамики за последние годы. Применённый графический приём цветового разделения данных, относящихся к различным компонентам природной среды, улучшает наглядность результатов проведённой оценки, а также находит своё отражение при картографировании интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду с использованием метода цветового треугольника.

Проблема негативного антропогенного воздействия на природную среду имеет важное значение для обеспечения устойчивого развития Российской Федерации. Вместе с тем оценка уровня данного воздействия представляется нетривиальной задачей в силу многогранности взаимодействия человека и природы. Интегральные характеристики с использованием показателей, учитываемых государственной статистикой, в таком случае решают задачу многомерной оценки влияния человека на природную среду. Безусловно, использование статистических показателей означает определённую степень их сглаженности относительно явлений в силу величины территориальных единиц, в отношении которых ведётся сбор и систематизация данных. Однако подобные оценки очень важны для понимания экологической ситуации в регионах России и разработки адекватных мер противодействия загрязнению природной среды органами государственной власти.

Целью данного исследования является разработка методики комплексной оценки антропогенного воздействия на природную среду с использованием данных, регулярно учитываемых государственной статистикой Российской Федерации, и методов математико-картографического моделирования, позволяющих проводить сравнительный анализ временных рядов. В рамках достижения цели необходимо провести анализ доступной статистической информации; произвести отбор репрезентативных показателей, учитываемых регулярно на протяжении нескольких лет без перерывов и пробелов по территориальным единицам; разработать алгоритм расчёта интегральных характеристик антропогенного воздействия в рамках единого массива за ряд лет и определить оптимальные методы картографического отображения результатов. Такой подход позволяет получить новый результат в сравнении с ранее делавшимися расчетами отдельно на каждый исследуемый год [Тикунов, Черешня, 2017].

Материалы и методы исследования

В отечественной и зарубежной географической научной среде вопросы интегральной оценки экологического состояния регулярно возникали с конца 80-х гг. XX в. Под оценкой экологического состояния подразумевают определение степени пригодности природной среды для проживания и осуществления хозяйственной деятельности человека. По сути такая оценка сводится к определению качества природной среды и её изменения под влиянием человека [Кочуров, 2009]. При проведении комплексной экологической оценки территории можно выделить ряд задач:

— природно-ландшафтная дифференциация; определения состояния компонент природной среды; установление величины антропогенного воздействия на природную среду;

— выяснение степени уязвимости природной среды к антропогенному воздействию;

— выявление острых экологических ситуаций; разработка системы действий для улучшения экологической обстановки.

Первое полномасштабное исследование, отражающее актуальное экологическое состояние регионов России, провели учёные географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова в 2014 г [Регионы и города..., 2014]. В работе выделены три основных подлежащих оценке аспекта экологического состояния территорий: эколого-экономическая оценка антропогенного воздействия, медико-экологическая оценка территории и эколого-геохимическая оценка урбанизированных территорий. Значительная часть исследования проведена с использованием массива экологической статистической информации.

Данные экологической статистики в России регулярно собираются и систематизируются Росгидрометом и Министерством природных ресурсов и экологии. Общие данные обо всех компонентах природной среды представлены в «Обзоре состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации» Росгидромета [Обзор состояния., 2020], в ежегодных Государственных докладах «О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации» [Государственный доклад., 2019], а также региональными органами исполнительной власти в сфере экологии и природопользования в ежегодных отчётах о состоянии окружающей среды по субъектам РФ.

Подведомственные организации Росгидромета подготавливают статистические ежегодники по экологическому состоянию компонент природной среды. НПО «Тайфун» представляет данные о загрязнении

почв токсикантами промышленного происхождения [Ежегодник. Загрязнение почв..., 2020], главная геофизическая обсерватория имени А.И. Воейкова - данные о состоянии атмосферного воздуха в городах России [Ежегодник. Состояние загрязнения атмосферы., 2019], Гидрохимический институт - данные о качестве поверхностных вод [Ежегодник. Качество поверхностных., 2020].

В настоящем исследовании мы сконцентрировались на первичном источнике экологических проблем - антропогенном воздействии на природную среду. Основным источником данных о воздействии являются доклады о состоянии и об охране окружающей среды Минприроды и региональных ведомств. Региональные доклады зачастую обладают большей информативностью по сравнению с общероссийским, но при их составлении отсутствует единая форма, что неизбежно приводит к большому количеству пробелов в данных при их использовании, значительно усложняющих методическую часть исследования. Поэтому в качестве основного источника данных взят Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2018 г.», в котором информация в достаточной степени систематизирована для комплексной оценки. По значительному числу показателей данные в отчёте до ступны за период с 2010 по 2018 г.

Многогранность аспектов антропогенного воздействия на природную среду определяет необходимость оценки влияния человека на различные её компоненты. Наиболее системообразующими и репрезентативными компонентами с экологической точки зрения являются атмосферный воздух, поверхностные воды и почвенный покров. Для оценки антропогенного воздействия на атмосферный воздух выбран показатель суммарных выбросов в атмосферу от стационарных источников и автомобильного транспорта. Учёт суммарного показателя важен потому, что с каждым годом роль автомобильного транспорта в качестве агента загрязнения атмосферы продолжает увеличиваться, но стационарные источники продолжают оставаться наибольшим эмитентом загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Воздействие на поверхностные воды предложено оценивать с использованием суммарного показателя сброса неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты. Необходимость выбора суммарного показателя обусловлена сугубо качественной характеристикой очистки вод. Несоответствие санитарным нормам - всё, что можно достоверно сказать про данные категории сточных вод. Наконец, воздействие на почвенный покров, предложено учитывать с использованием показателя величины отходов производства и потребления, не подвергшихся утилизации или обезвреживанию. Данные отходы представляют собой основной источник загрязнения как непосредственно почв, так и грунтовых вод.

Выбранные показатели доступны для практически всех субъектов Российской Федерации и представляют собой абсолютные характеристики антропогенного воздействия на природную среду. Для исследования выбран временной ряд с 2010 по 2018 г. В силу крайней неоднородности субъектов РФ абсолютные показатели для сравнительных оценок неприменимы. Авторами решено проанализировать данные показатели по отношению к основным социально-экономическим характеристикам регионов, а именно: к площади субъекта, к его населению и к уровню экономического развития через показатель Валового регионального продукта (ВРП). ВРП для каждого года скорректирован на уровень инфляции до уровня 2018 г. Отнесение к площади субъекта является стандартным в географических исследованиях и достаточно хорошо подходит для характеристики загрязнений поверхностных вод и атмосферного воздуха, которые распространяются на значительные расстояния от места их эмиссии в природную среду и в большей или меньшей степени рассеиваются по всей площади страны. В то же время для показателя отходов более целесообразно выбирать площадь территории активного антропогенного воздействия, что, однако не учитывается государственной статистикой. Отнесение характеристик к величине населения и размеру ВРП позволяет оценить соотношение в экономике и хозяйстве региона отраслей, сильно влияющих на экологическую обстановку и не оказывающих на неё значительного влияния, а также оценить экологичность существующих производств.

Выбор нормирующих показателей обусловлен их наличием в государственных статистических формах и широким и успешным использованием в географических исследованиях. Однако представляется актуальной задачей при дальнейших исследованиях уточнение набора показателей путём исключения из них категорий, минимально оказывающих влияние на природную среду, например, территорий преимущественно традиционного землепользования из общей площади или экономически неактивных людей из общего населения.

Рассчитанные относительные показатели антропогенного воздействия на природную среду для оценки были скомпонованы в два набора данных: за 2018 г. и за 2010-2018 гг. Первый набор данных использовался для анализа пространственного распределения экологических оценочных характеристик, а второй - для ретроспективного анализа соответствующих оценок. Исходя из полученного набора показателей для исследования, был выбран двухступенчатый алгоритм оценки, разработанный одним из авторов [Тикунов, 1997].

Он включает нормировку системы исходных показателей по формуле:

где х -

max/minx "

n -

m -

Xij=

о

XV ~ Xj

о

V. _ max/ mm J

1 = 1, 2, 3,., j = 1, 2, 3,.,

n; m;

(1)

наихудшие значение (по каждому показателю) из всех встречающихся с точки зрения их влияния на экологическую ситуацию в регионах России; наиболее отличающиеся от х значения показателей; количество исследуемых территориальных единиц; число показателей использованных для расчетов (т=3).

Целью данной нормировки является перевод показателя в отклонение от заданного наилучшего или наихудшего значения. Полученные в результате нормировки ограничены отрезком [0, 1].

Обычно при построении классических рейтингов на основе агрегированных показателей используются либо простая сумма нормированных х, либо простое среднее (в некоторых случаях применяют взвешенную сумму или взвешенное среднее). Осредняя таким образом исходные показатели и превращая их в агрегированный индекс, мы неизбежно сводим все многообразие информации к некоторому узкому средневзвешенному уровню. Это особенно важно учитывать при оценке экологической ситуации. Для экологической обстановки, которую можно назвать «экологическая катастрофа», вполне достаточно, чтобы всего лишь один из всего множества анализируемых индикаторов превысил критический уровень загрязнения. Если все остальные показатели при этом находятся на нормальном уровне, то построенный с использованием простой аддитивности комплексный индекс, может оценить экологическую ситуацию как вполне стабильную.

Поэтому при синтезе интегрального показателя авторами используется метод расстояния до наихудшей единицы. Путём сравнения показателей всех территориальных единиц с условной, характеризуемой значениями х, произведено их ранжирование. Оно осуществлялось с использованием евклидовых расстояний как меры близости всех территориальных единиц к условной, имеющей наихудшие значения (х) по всему комплексу показателей. Это позволяет подчеркнуть влияние отдельных координат, имеющих аномально большие расстояния, поскольку они возводятся в квадрат. Применение данной меры потребовало обработки информационного массива по методу главных компонент с целью ортогонализации и «свертки» системы показателей.

Полученные значения вектора-столбца d° интегральных оценочных характеристик для удобства дальнейшего анализа дополнительно нормируются по формуле (2):

л И?- . н°

d°= а' г Ио i = 1, 2, 3,., n. (2)

max" min«

Величина d° варьирует в пределах от нуля до единицы. Нуль - соответствует наихудшей комплексной оценке, а единица - наилучшей.

Результаты исследования

В результате проведённых расчётов для набора данных за 2018 г. сформировано четыре вектора, содержащих значения частных индексов антропогенного воздействия на атмосферный воздух, поверхностные воды, почвенный покров и интегрального индекса антропогенного воздействия на природную среду соответственно для всех, обеспеченных статистикой регионов России. Все индексы сформированы по принципу увеличения антропогенного воздействия при увеличении значения соответствующего индекса.

Для картографирования использованы векторы значений индексов за 2018 г., линейно нормированные в диапазоне значений [0,1]. Индексы антропогенного воздействия на отдельные компоненты природной среды изображены с помощью непрерывных однотонных шкал в следующих цветовых тонах: зелёная - для атмосферного воздуха (рис. 1), синяя - для поверхностных вод (рис. 2) и красная - для почвенного покрова (рис. 3). Непрерывные шкалы обладают повышенной метричностью и позволяют точнее определять небольшие различия между регионами в значениях индекса. Однотонность шкал обусловлена тем фактом, что данные индексы являются частными и подлежат дальнейшему соединению в интегральный индекс антропогенного воздействия на природную среду. Присвоение каждому компоненту природной среды индивидуального цветового тона позволяет при составлении карт итогового индекса оценивать вклад в него каждого компонента по отдельности.

Интегральный индекс антропогенного воздействия на природную среду целиком показан на двух картах. На первой карте подобно картам для компонентов природной среды использована однотонная цветовая шкала в красно-фиолетовых тонах (рис. 4). Вторая карта построена по методу цветового треугольника с осветлением (рис. 5). Метод цветового треугольника заключается в присвоении каждому региону индивидуального цвета, закодированного в RGB-шкале. Кодировка цвета в структуре цветового треугольника осуществлена по аналогии с предыдущими картами: зелёная (G) - для вклада загрязнения атмосферного воздуха в значение индекса, синяя (B) - для поверхност-

80° 90° 100" 110° 120° 130°

Рисунок 1. Карта индекса антропогенного воздействия на атмосфер-

ный воздух регионов РФ (2018 г.)

Figure 1. Map of the index of anthropogenic impact on the atmospheric air of the regions of the Russian Federation (2018)

60° 70° 80° 90° 100° 110° 120° 130°

Рисунок 2. Карта индекса антропогенного воздействия на поверхност-

ные воды регионов РФ (2018 г.)

Figure 2. Map of the index of anthropogenic impact on surface waters of the regions of the Russian Federation (2018)

Рисунок 3. Карта индекса антропогенного воздействия на почвенный

покров регионов РФ (2018 г.)

Figure 3. Map of the index of anthropogenic impact on the soil cover of the regions of the Russian Federation (2018)

Рисунок 4. Карта индекса антропогенного воздействия на природную

среду регионов РФ (2018 г.)

Figure 4. Map of the index of anthropogenic impact on the natural environment of the regions of the Russian Federation (2018)

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Интегральная оценка и картографирование антропогенного воздействия . . Тикунов B.C., Белоусов С.К.

60° 70° 80° 90° 100° 110° 120" 130°

Рисунок 5. Карта индекса антропогенного воздействия на природную

среду регионов РФ (2018 г.), построенная по методу цветового треугольника

Figure 5 . Map of the index of anthropogenic impact on the natural environment of the regions of the Russian Federation (2018), constructed using the color triangle method

ных вод и красная (R) - для почвенного покрова. Чем выше значение частного индекса, тем больше величина соответствующей компоненты цвета RGB. Осветление произведено в соответствии со значениями индекса в обратной пропорции - чем меньше значение индекса, тем выше степень осветления. Данный подход позволяет увеличить количество информации, которую можно получить с карты, и при этом не усложнять чрезмерно картографическое изображение. По карте одновременно возможно оценивать степень загрязнения отдельных компонентов природной среды (по расположению цветового тона в шкале цветового треугольника в легенде) и общую величину антропогенного воздействия (по степени осветления).

Для набора данных, включающего значения показателей с 2010 по 2018 г. также рассчитан аналогичный набор индексов, и сформированы 4 матрицы размерности 81 х 9 для регионов России за каждый год. Эти матрицы позволяют не только выявлять пространственные закономерности распределения уровня антропогенного воздействия, но и изучать динамику данного явления применительно к регионам России.

На рисунках 6-7 приведены графики значений индекса антропогенного воздействия на атмосферный воздух и природную среду в целом соответственно за 2010-2018 гг. Графики построены по ранжированным от лучшего к худшему значениям соответствующего индекса за все годы. На горизонтальной шкале отображается ранг субъекта в определённый год, на вертикальной - значение индекса. Все графики имеют четыре характерных части. Первая часть отражает регионы, положение которых наилучшее, и характеризуется увеличенным уклоном условной линии тренда. Вторая часть - самая многочисленная -характеризуется наименьшим уклоном линии тренда и минимальным отстоянием значений от неё. Третья часть - перегиб графика. Она отражает регионы, в которых масштабы антропогенного воздействия уже требуют к себе пристального внимания. Наконец, четвёртая часть снова слабо отстоит от линии тренда, однако наклон тренда очень велик. Регионы, находящиеся в четвертой части, подвержены очень сильному антропогенному воздействию. Такие же особенности графиков характерны и для индексов антропогенного воздействия на почвенный покров и поверхностные воды. Соотношение величин данных частей для частных и интегрального индексов антропогенного воздействия представлено в таблице 1.

Таблица 1. СООТНОШЕНИЕ ВЕЛИЧИН ХАРАКТЕРНЫХ ЧАСТЕЙ ЗНАЧЕНИЙ

ИНДЕКСОВ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Table 1. The ratio of the values of the characteristic parts of the values of the indices of anthropogenic impact

Компонент природной среды Часть №1 Часть №2 Часть №3 Часть №4

Атмосферный воздух 1,8% 81,3% 3,5% 8,4%

Поверхностные воды 13,3% 59,8% 18,9% 8%

Почвенный покров 0,8% 71,4% 25,1% 2,7%

Природная среда целиком 2,9% 73,1% 18% 6%

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Динамика значений индекса антропогенного воздействия на природную среду за 2010-2018 гг. для большинства регионов положительная. В среднем по России значение индекса ежегодно уменьшается на 2,6 %. При этом положительную динамику имеют 83 % субъектов РФ. Наилучшую динамику индекса антропогенного воздействия на природную среду имеет Астраханская область (-14 %/год), наихудшую -Республика Ингушетия (13,1%/год).

Республика Ингушетия, 2014

Мурманская область, 2017

Республика Карелия, 2016 г. Санкт-Петербург, 2013

Кемеровская область, 2016 Кемеровская область, 2015

0,5_

Кемеровская область, 2014

Кемеровская область, 2013

Рисунок 6. Значения индекса антропогенного воздействия на атмос-

ферный воздух регионов РФ за 2010-2018 гг.

Figure 6 . Values of the index of anthropogenic impact on the atmospheric air of the regions of the Russian Federation for 2010-2018.

/Республика Саха (Якутия), 2016

/Пензенская область, 2016

/Чувашская Республика, 2018

0,25

Вологодская область, 2015 -Республика Коми, 2010 г. Санкт-Петербург, 2010

0,1

Красноярский край, 2017 -

г. Санкт-Петербург, 2012 -

Красноярский край, 2014

0,35

Красноярский край, 2010 -г. Москава, 2017 -

г. Санкт-Петербург, 2016

Кемеровская область, 2016 -

0

U,45__Ненецкий автономный округ, 2010-

Рисунок 7. Значения индекса антропогенного воздействия на природ-

ную среду регионов РФ за 2010-2018 гг.

Figure 7 . Values of the index of anthropogenic impact on the natural environment of the regions of the Russian Federation for 20102018 .

На рисунках 8-9 приведены графики, отражающие динамику значений индексов антропогенного воздействия на атмосферный воздух и природную среду для характерных регионов России и для страны в целом. В качестве характерных регионов выбраны:

Кемеровская область - регион с наибольшим уровнем антропогенного воздействия на природную среду; Мурманская область - регион с высоким уровнем антропогенного воздействия на природную среду и выраженной положительной динамикой; г. Москва - регион с высоким уровнем антропогенного воздействия только на один её компонент; Ханты-Мансийский автономный округ - Югра - регион с наибольшей межгодовой изменчивостью значений индексов;

Ненецкий автономный округ - регион с самой выраженной положительной динамикой Ростовская область - наиболее типичный регион по динамике и абсолютной величине значений индекса; Сахалинская область - регион с наименьшим уровнем антропогенного воздействия на природную среду.

Используя данную методику оценки антропогенного воздействия на природную среду можно достаточно эффективно выявлять регионы России, в которых требуются активные действия органов государственной власти, направленные на уменьшение загрязнения природной среды. Это достигается за счёт одновременной оценки каждого региона с точки зрения величины антропогенного воздействия, компонентов природной среды, подверженных наибольшему воздействию, а также динамики данного воздействия.

Вместе с тем методика подлежит дальнейшему совершенствованию в ходе будущих исследований. В частности, необходимо разработать алгоритм дифференцирования загрязнения компонентов природной среды по конкретным загрязнителям, обладающих разным классом опасности. Также актуален вопрос уточнения нормирующих показателей: оценка необходимости использования в таком качестве площади урбанизированных территорий, численности экономически активного населения, ВРП первичного и вторичного секторов экономики и т.д. Другой задачей является адаптация методики для других масштабных уровней как в сторону укрупнения до уровня муниципалитетов, так и в сторону уменьшения - до уровня государств.

0,30

0,40

0,50

0,60

Рисунок 8.

2010 2011

2012 2013 2014 2015

Динамика индекса антропогенного воздействия на атмосферный воздух отдельных регионов РФ за 2010-2018 гг.

Figure 8 . Dynamics of the index of anthropogenic impact on the atmospheric air of certain regions of the Russian Federation for 2010-2018.

2016

2017

2018

• Кемеровская область

• Мурманская область г. Москва

- Ханты-Мансийский округ - Югра Ненецкий автономный округ

Ростовская область

• Сахалинская область Россия

0,05

0,10

0,15

-0,134

0,20

0,40

20*10 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Рисунок 9. Динамика индекса антропогенного воздействия на природ-

ную среду отдельных регионов РФ за 2010-2018 гг.

Figure 9 . Dynamics of the index of anthropogenic impact on the natural environment of certain regions of the Russian Federation for 2010-2018.

Благодарности

Статья подготовлена при поддержке Российского научного фонда (проект № 20-47-01001).

Acknowledgements

The work was financially supported by the Russian Science Foundation (project № 20-47-01001).

Библиографический список

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году» . М . : Минприроды России; НПП «Кадастр», 2019. 844 с . [https://www. mnr gov. ru/ upload/iblock/821/%D0%93%D0%94-2018. pdf] .

2 . Ежегодник. Загрязнение почв Российской Федерации токси-

кантами промышленного происхождения в 2019 году. Обнинск: ФГБУ

3 . Ежегодник. Состояние загрязнения атмосферы в городах на

территории России за 2018 г СПб . : ФГБУ «ГГО» . 2019. 251 с . [http://voeikovmgo . ru/download/publikacii/2019/ejegodnik_zagr_ atm_2018 . pdf] .

4 . Ежегодник. Качество поверхностных вод Российской Федерации .

Ростов-на-Дону. ФГБУ «Гидрохимический институт» . 2020. 561 с. [http://gidrohim . com/sites/default/fNes/%D0%95%D0%B6%D0% B5%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20 2018_3 . pdf] .

5 . Кочуров Б . И . Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяй-

ственный баланс территории . М . , 1999. 86 с. [http://www. rpp-msu . ru/workspace/uploads/files/kochurov-bi-geoekologiya-ekodi-5dcfbb9fbba64 pdf]

6 . НПО «Тайфун». 2020. 129 с. [http://www. rpatyphoon . ru/upload/

medialibrary/aec/TPP_2019 . pdf] .

7 . Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской

Федерации за 2019 г. / под ред . Г М . Черногаевой . М . : Росгидромет. 2020. 247 с. [http://www. meteorf. ru/upload/iblock/9d7/%D0%9E %D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80%20%D1%81%D0%BE% D1 %81 %D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D1% 8F%20%D0%B8%20%D0%B7%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1% 8F%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20 %D0%BE%D0%BA%D1 %80%D1 %83%D0%B6% D 1 % 8 E % D 0 % B 0 % D 1 % 8 9 % D 0 % B 5 % D 0 % B 9 % 2 0 %D1%81 %D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%8B%20%D0%B2%20 %D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1% 81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D0%A4%D0%B5%D0%B 4%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8%20 %D0%B7%D0%B0%202019%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4. pdf]

8 . Регионы и города России: интегральная оценка экологического

состояния / под ред . Н . С . Касимова . М . : ИП Филимонов М . В . ,

2014. 560 с. [https://istina. msu . ru/media/publications/book/5cc/ 9c7/10885988/Regionyi_i_goroda_Rossii . pdf] . 9 . Тикунов В . С . Классификации в географии: ренессанс или увядание? (Опыт формальных классификаций) . Москва-Смоленск, Изд-во СГУ, 1997, 367 с . 10 . Тикунов В . С . , Черешня О . Ю . Интегральная оценка и картографирование экологической ситуации в регионах Российской Федерации . Геодезия и картография, 2017, N 6, с . 6-16 .

References

1. State report "On the state and environmental protection of the Russian Federation in 2018" . Moscow: Ministry of natural resources; NPP Kadastr, 2019. 844 p . [https://www. mnr. gov. ru/upload/ iblock/821/%D0% 93%D0%94-2018. pdf] .

2 . Yearbook . Contamination of the soil of the Russian Federation with

toxicants of industrial origin in 2019 . Obninsk: Federal State Budgetary Institution .

3 . Yearbook. The state of atmospheric pollution in cities on the terri-

tory of Russia for 2018 . St . Petersburg: FGBU "GGO". 2019. 251 p . [http://voeikovmgo . ru/download/publikacii/2019/ejegodnik_zagr_ atm_2018 . pdf] .

4 . Yearbook . Quality of surface waters of the Russian Federation . Ros-

tov-on-Don. FGBU "Hydrochemical Institute" . 2020. 561 p . [http:// gidrohim . com/sites/default/files/%D0%95%D0%B6%D0%B5%D0 %B3%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202018_3 . pdf]

5 . Kochurov B . I. Geoecology: ecodiagnostics and ecological and eco-

nomic balance of the territory. Moscow, 1999. 86 p . [http: / /www. rpp-msu. ru/workspace/uploads/files/kochurov-bi-geoekologiya-ekodi-5dcfbb9fbba64 . pdf] .

6 . The "Typhoon" . 2020. 129 p . [http://www. rpatyphoon . ru/upload/me-

dialibrary/aec/TPP_2019 . pdf] .

7 Review of the state and pollution of the environment in the Russian Federation for 2019 / Ed . by G . M . Chernogaeva . M . : Roshy-dromet. 2020. 247 p. [http://www. meteorf. ru/upload/iblock/9d7/%D0 %9E%D0%B 1 % D0%B7% D0 % BE%D 1 %80%20%D1 %81 %D0%B E%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D1% 8F%20%D0 % B8%20%D0 % B7%D0%B0 % D0%B3%D1 % 80%D1 % 8F%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20 % D 0 % B E % D 0 % B A % D 1 % 8 0 % D 1 % 8 3 % D 0 % B 6 % D 1 % 8 E % D 0 % B 0 % D 1 % 8 9 % D 0 % B 5 % D 0 % B 9 % 2 0 %D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%8B%20%D0%B2%20 %D0%A0%D0%BE%D1%81 %D1%81%D0%B8%D0%B9%D1% 81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D0%A4%D0%B5%D0%B 4%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1 %86%D0%B8%D0%B8%20 %D0%B7%D0%B0%202019%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4 . pdf]

8 . Regions and cities of Russia: integrated assessment of the ecological

state / Edited by N . S . Kasimov. M. : IP Filimonov M . V. , 2014. 560 p .

[https://istina . msu . ru/media/publications/book/5cc/9c7/10885988/ Regionyi_i_goroda_Rossii . pdf] . 9 . Tikunov V. S . Classifications in geography: renaissance or fading? (Experience in formal classifications). Moscow-Smolensk, SSU Publishing House, 1997, 367 p . 10 . Tikunov V. S . ,Chereshnya O . Yu . Integral assessment and mapping of the ecological situation in the regions of the Russian Federation . Geodesy and Cartography, 2017, N 6, p . 6-16 .

Поступило в редакцию 28.01.2021, принята к публикации 01.03.2021.

O6 авторах

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Тикунов Владимир Сергеевич, доктор географических наук, профессор географического факультета Московского государственного университета имени М . В . Ломоносова, Ленинские горы, д . 1, 119991, Москва, Россия . Телефон: (495)9391339; e-mail: vstikunov@yandex . ru

Севастопольский государственный университет, ул . Университетская, 33, 299053 Севастополь, Россия

Белоусов Станислав Константинович, ведущий инженер географического факультета Московского государственного университета имени М . В . Ломоносова, Ленинские горы, д . 1, 119991, Москва, Россия, Телефон: (495)9391339; e-mail: webtown@mail . ru

Information about the authors

Tikunov Vladimir Sergeevich, Doctor of Geographical Sciences, Professor of the Faculty of Geography Lomonosov Moscow State University, Leninskie Gory, 1, 119991, Moscow, Russia, Phone: (495)9391339; e-mail: vstikunov@yandex . ru

Sevastopol State University, ul Universitetskaya 33, 299053 Sevastopol, Russia

Belousov Stanislav Konstantinovich, Senior Engineer of the Faculty of Geography Lomonosov Moscow State University, Leninskie Gory, 1, 119991, Moscow, Russia, Phone: (495)9391339; e-mail: webtown@mail

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.