Анализ временных изменений зарастания макрофитами Киевского водохранилища по данным дистанционного зондирования Земли

На территории верховья Киевского водохранилища прослеживается преобразование функциональной речной экосистемы в озерно-речную с соответствующим замедлением водообмена, а также снижением способности реки к самоочищению, что влечет за собой существенное ухудшение экологического состояния реки в целом.
Для экологической оценки водной экосистемы использованы материалы наземных наблюдений состояния качества воды и данные дистанционного зондирования Земли на основании ГИС/ДЗЗ-технологий с их дальнейшим статистическим анализом с помощью системных методов. Наибольшее внимание при исследовании привлекают к себе мелководья – участки акватории с глубинами менее 2 м, которые являются природным биофильтром между основной акваторией водохранилища и прилегающей сушей, так как в них наиболее активно происходят физические, химические и биологические процессы формирования качества воды. Верховья Киевского водохранилища характеризуются значительными площадями мелководий (около 40% от общей площади). Главными ценозообразователями являются виды воздушно-водных растений.
В ходе визуального дешифрирования на основе мультиспектральных снимков с КА Landsat 5 за период с 1985 г. по 2011 г. на территории водохранилища выделены и сгруппированы основные спектральные классы отражающих поверхностей: лесные массивы, естественные луга и пастбища, высшая водная растительность (воздушно-водная, растительность с плавающими на поверхности листьями и погруженная растительность), открытая водная поверхность, песчаные массивы. После создания эталонных классов на основе априорной информации о геоботаническом районировании территории и полевого дешифрирования, проведена автоматическая классификация, которая представляет собой искусственные нейронные сети на основе многослойного персептрона.
Результаты классификации отразили увеличение площадей, занятых воздушно-водной растительностью (рогозом узколистым (Tupha angustifolia) и камышом обыкновенным (Phragmites communis)) на 60 % и водной растительностью с плавающими на поверхности листьями (кубышкой желтой (Nuphar luteum) и водяным орехом (Trapa natans)) на 45 % с 1985 г. по 2011 г. По данным наземных наблюдений центральной геофизической обсерватории Киева также отмечен резкий рост концентрации CO2 от 1,9 мг/л в 1985 г. до 13,6 мг/л в 2009 г., что обусловловлено процессами биохимического распада органических остатков и окисления органических веществ. В результате выполненного анализа выяснено, что техногенное по своему происхождению Киевское водохранилище с течением времени все больше приобретает черты естественного водоема с уникальными ландшафтными комплексами.