В настоящее время существуют большие расхождения в оценках уровня экологической безопасности в регионах РФ, подготовленных по различным методикам. Это препятствует принятию оптимальных решений по управлению экологическими рисками. Кроме того, в связи с быстро меняющейся ситуацией необходимо оперативное обновление карт уровня экологической безопасности регионов. В нашей работе рассматривается подход к решению данной задачи на основе разработки комплексного критерия антропогенной нагрузки на экосистемы субъектов РФ и его реализация для территории России.
Для оценки уровня антропогенной нагрузки на экосистемы субъектов РФ были проанализированы различные источники данных. Учитывая огромные размеры территории страны целесообразно использовать три источника данных: Росстат, Росрееестр и дистанционное зондирование.
Для проведения исследования были выбраны два показателя Росстата - потребление электроэнергии и образование отходов производства и потребления; содержание диоксида азота в атмосфере по данным дистанционного зондирования; и доля антропогенных территорий в площади субъекта РФ, по данным Росреестра и дистанционного зондирования.Их значения для каждого субъекта РФ были получены для четырех временных срезов – 2009, 2012, 2015 и 2018 годов. Выбор этих показателей был сделан с помощью корреляционного анализа данных, характеризующих воздействие человеческой деятельности на окружающую среду.
В качестве примера в презентации представлены коэффициенты корреляции экологических критериев Росстата на 2015 г. Значимые коэффициенты корреляции выделены жирным шрифтом. Видно, что потребление электроэнергии коррелирует с наибольшим числом показателей. Значит, он может заменить их в расчетах. Объем отходов слабо связан с другими показателями, и таким образом, он вносит дополнительную информацию в оценку антропогенной нагрузки.
Анализ второго источника информации - данных дистанционного зондирования – показывает на перспективность использования двух величин: диоксида азота и доли природных территорий. Содержание диоксида азота может служить идентификатором воздушных масс в пределах конкретного субъекта РФ из-за короткого периода жизни этого газа в атмосфере и, значит, меньшей вероятности его переноса на большие расстояния.
Соотношение природных и антропогенных территорий слабо коррелировано с другими рассматриваемыми показателями. Поэтому оно также было включено в комплексный индекс антропогенной нагрузки на экосистемы. Для оценки возможных различий данных Росреестра и дистанционных методов в нашей работе для определения площади природных и антропогенных территорий была использована карта растительности России, масштаба 1:5млн., составленная по данным дистанционного зондирования в ИКИ. Затруднения в отнесении территорий к природным или антропогенным вызвали два класса: класс «луга» и класс «открытые грунты и выходы горных пород». Анализ карты показал, что к классу луга относятся как естественные луга, так и сельскохозяйственные угодья. Причина этого заключается в схожести спектральных характеристик и одинаковом временном ходе коэффициентов спектральной яркости в вегетационный период. Для разделения природных и антропогенных территорий для указанных классов был выполнен визуальный анализ карт растительности России и данных дистанционного зондирования высокого разрешения. В дальнейшей работе были использованы два варианта значений доли антропогенных территорий в субъектах РФ – по данным Росреестра и по результатам дистанционного зондирования.
При сравнении значений индекса антропогенной нагрузки в 2009 г., полученных на основе данных Росреестра и дистанционного зондирования, выяснилось, что наибольшие различия отмечаются в республике Калмыкия и Астраханской области, т.к. разница в долях антропогенных территорий, полученных разными методами, достигает здесь 75-80%. В соответствие с методикой Росреестра большие площади в этих регионах отнесены к категории «сельскохозяйственные земли» (пастбища), т.е. антропогенные территории. Однако по данным дистанционного зондирования эти территории попадают в классы «луга», т.е. являются природными территориями. В настоящее время для уточнения долей природных и антропогенных земель в НИЦЭБ РАН проводятся дополнительные исследования с использованием результатов дистанционного зондирования по программе Европейской Комиссии Copernicus (European Union's Earth Observation Programme Copernicus).
Возрастание величины индекса антропогенной нагрузки к 2018 г. по сравнению с предыдущими годами в центральных и южных областях ЕТР связано в основном с увеличением объемов отходов и ростом энергопотребления. При этом здесь не отмечалось заметного роста концентрации диоксида азота. На юге Западной Сибири высокие значения этого индекса связаны как с образованием больших объемов отходов добывающей промышленности и высокой концентрацией диоксида азота, так и со значительной долей антропогенных территорий. Практически во всех регионах к 2018 году увеличился вклад автомобильного транспорта в эмиссию диоксида азота в атмосферу.
Таким образом, представленный индекс может быть использован при разработке предложений по улучшению экологической ситуации в конкретном субъекте с учетом выявления наиболее негативных факторов, определяющих место этого региона в рейтинге. Применение данных дистанционного зондирования как для идентификации локального антропогенного загрязнения воздушных масс, так и для определения доли антропогенных территорий позволит получать более объективные оценки антропогенной нагрузки на экосистемы в конкретных субъектах РФ.
В работе были использованы результаты исследований, выполненных в ИКИ и НИЦЭБ РАН.