СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3
Введение 5
Глава 1 Общее описание региона 9
1.1 Физико-географическое описание района 9
1.2 Общая характеристика берегов восточной части Финского залива 13
1.3 Описание техносферы 15
1.3.1 Морской транспорт и функционирование морских портовых комплексов 15
1.3.2 Гидротехническое и прибрежное строительство 16
1.3.3 Производство электроэнергии 17
1.3.4 Транспортировка минеральных полезных ископаемых 17
1.3.5 Машиностроительный комплекс 18
1.3.6 Системы канализации и водоочистки 18
1.3.7 ООПТ 18
1.4 Экосистема Финского залива 19
Глава 2 Материалы и методы 29
2.1 Интегральный индекс благоприятности акватории для организмов в зависимости от замутненности вод 37
Глава 3 Результаты исследования 46
3.1 Обсуждение результатов 56
Глава 4 Выводы 60
Источники 61
Приложения 69
XX век характеризуется возрастанием антропогенной нагрузки на экосистемы всего Мира. С наступлением нового столетия в обществе повсеместно развиваются идеи и подходы к путям сохранения экосистем и биоразнообразия (Экономика..., 2002; Большаков, 2004; Пятый национальный доклад., 2015). Отмечается, что особое значение для сохранения природного разнообразия имеет защита морских экосистем в зоне прилива и континентального шельфа. Полоса контакта наземных и морских сообществ представляет собой ландшафтный экотон и благодаря наличию пограничных сред характеризуется высокими показателями биоразнообразия, которое здесь весьма уязвимо и постоянно испытывает угрозу разрушения из-за повышенного хозяйственного интереса человека к этим районам (Спиридонов, Озолиньш, 1999). Проблема защиты морских и прибрежных экосистем в наши дни считается одной из ключевых глобальных проблем сохранения биоразнообразия (Пятый национальный доклад., 2015; Иванов, Чижова, 2022).
Эта проблема, в частности, достаточно остро стоит для Финского залива Балтийского моря, в том числе - для его восточной, российской части.
Геосистема восточной части Финского залива (ВЧФЗ) характеризуется рядом особенностей, привлекающих к ней внимание исследователей:
- высокий уровень биологического разнообразия;
- сложное геологическое строение (здесь проходит стыковка Русской платформы с Балтийским щитом);
- высокий общий уровень и широкий спектр техногенной нагрузки, усиливающейся в последние десятилетия.
Для ВЧФЗ характерно сочетание на ограниченном пространстве береговой зоны крупных антропогенных объектов - агрокомплексов, атомной станции, сети портов - с уникальными природными и историческими памятниками и особо охраняемыми природными территориями (ООПТ) - заповедниками, заказниками и национальными парками (Погребов и др., 2006).
Реализация многочисленных крупномасштабных инженерных проектов в сфере гидротехнического и прибрежного строительств; водный транспорт и функционирование портов, судостроение; добыча, разработка и перевозка полезных ископаемых (прежде всего — нефти); рыболовство и аквакультура; производство электроэнергии; прибрежное сельское хозяйство и лесная промышленность; туризм и рекреация ведут к постоянному увеличению антропогенного воздействия на акваторию и береговую зону ВЧФЗ (Pertilla, 1996; Шилин и др., 2010; Шилин и др. 2012; Брэй, 2013; Погребов и др., 2014; Шахвердов, Шахвердова, 2015; Assessment, 2016).
Основными видами антропогенного воздействия на геосистему ВЧФЗ (в порядке убывания интенсивности воздействия) в настоящее время являются (Pertilla, 1996; Lundberg, 2005; Погребов и др., 2006; Assessment, 2016):
- гидротехническое строительство: дноуглубление, берегонамывные и другие инженерно-технические работы;
- эвтрофикация
- химическое загрязнение водной среды;
- транспорт и туризм;
- добыча полезных ископаемых (песка, железо-марганцевых конкреций и др.);
- обустройство берегозащитных сооружений;
- рыболовство и охота;
- рекреационная нагрузка;
- военная деятельность.
В последние десятилетия во всем мире, и в том числе - в ВЧФЗ, всё более усиливается антропогенная нагрузка на прибрежно-морские зоны (ПМЗ) от дреджинговых проектов, связанных с формированием намывных и насыпных территорий, прокладкой подводных трубопроводов и коммуникаций, осуществлением гидротехнического строительства, обустройством прибрежных рекреационных зон и созданием берегозащитных сооружений, с работами по дноуглублению, перемещению грунтов и складированию их в подводные отвалы (Шилин и др., 2010; Шилин и др. 2012; Брэй, 2013, Буданов, 2019).
Под дреджингом мы будем понимать весь комплекс работ по выемке и перемещению грунта со дна водоема.
Основным фактором стрессового воздействия дреджинга на прибрежно-морские экосистемы следует признать увеличение концентрации взвеси в водной толще (Шилин и др, 2012; Дьячковский, Шилин, 2020).
Ведущий фактор, характеризующий стрессовое воздействие дреджинга на прибрежно-морские экосистемы - увеличение концентрации взвеси различной фракции в водной толще. Повышение её содержания в воде оказывает прямое и опосредованное действие на состояние биоты. Негативное воздействие испытывают на себе различные группы организмов (Дьячковский, Шилин, 2021).
Индикатором увеличения взвеси является увеличение мутности вод. Мутность вод по происхождению можно разделить на природную и антропогенную (техносферную). Например, мутность в реках Хуанхэ и Янцзы имеет природное происхождение, обусловленное материалом сложения ландшафтов, по которым они протекают. Почти вся мутность же в ВЧФЗ имеет техносферное происхождение. Поэтому это всегда является стрессом для гидробионтов. (Шилин, и др, 2010; Шилин и др, 2012).
Объект исследования: Восточная часть Финского залива.
Предмет исследования: влияние увеличения взвеси в водной толще на условия существования гидробиологических сообществ.
Цель работы: оценка экологической благоприятности существования гидробиологических сообществ восточной части Финского залива
Для достижения цели были определены следующие задачи:
1. Проанализировать структуру техносферы и факторы её воздействия на гидробиологические сообщества ВЧФЗ.
2. Предложить показатели количественной оценки экологической благоприятности.
3. Оценить степень благоприятности условий существования гидробиологических сообществ акватории ВЧФЗ на основании данных Дистанционного зондирования Земли.
4. Составить картосхемы экологической благоприятности акватории за выбранный период времени и проследить их изменения.
Актуальность работы обусловлена необходимостью, в условиях возрастающей антропогенной нагрузки, наличия возможности быстрой оценки благоприятности той или иной части акватории для развития и устойчивого функционирования гидробиологических сообществ, а в случае выделения уязвимых зон - принятия эффективных стабилизирующих и компенсирующих мер.
Научная новизна
1. Предложено понятие экологической благоприятности акватории/территории как интегрального показателя теоретически возможного благополучия экосистем.
2. Предложено использование оценки экологической благоприятности при помощи индексного подхода.
3. Разработан оригинальный индекс экологической благоприятности акватории на основании метода экспертной оценки и данных дистанционного зондирования Земли и апробирована методика построения интегральных карт на его основании.
Личный вклад автора
Автор выполнял сбор исходных данных, разрабатывал индексную методику расчета, проводил расчеты и построения карто-схем в специализированных ГИС-пакетах, строил графики и таблицы, анализировал и обобщал полученные результаты, формулировал выводы, презентовал промежуточные результаты на научных конференциях и форумах.
Достоверность результатов
Достоверность результатов работы обеспечена полнотой исходной информации, анализом российских и зарубежных работ по тематике исследования, применением стандартных методов работы с данными дистанционного зондирования Земли, апробацией основных выводов на научных конференциях и форумах.
Апробация работы
Основные положения и результаты выпускной квалификационной работы докладывались и получили положительную оценку на Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ-2020» (Москва, 2020), Международной научно-практической конференции «Экологически-дружественное развитие прибрежных зон и морских акваторий» (Санкт-Петербург, Парламентский центр МПА, 9-10 декабря 2021 г.), Конференции по проекту «Готовимся принять трансграничные вызовы: наращивание потенциала в области использования береговых зон» (Ленинградская область, г. Шлиссельбург, 22 марта 2022 г.), Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ-2022» (Москва, 2022).
Публикации
По теме выпускной квалификационной работы опубликовано 3 работы на русском языке в тезисах и статьях сборников докладов по материалам научных конференций и форумов, индексируемых в РИНЦ.
На текущий момент ведётся работа по написанию обобщающей статьи по материалам ВКР.
Благодарности
Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.г.н., профессору кафедры Экологической безопасности и устойчивого развития регионов - Шилину Михаилу Борисовичу. Отдельная благодарность моей маме - Дьячковской Алёне Владимировне, за поддержку в написании работы.
1. Основные объекты, образующие техносферу Восточной части Финского залива, - порты, производственные предприятия, намывные территории, гидротехнические и очистные сооружения, а также системы, обеспечивающие транспортировку минеральных полезных ископаемых.
2. Предложенный индекс экологической благоприятности позволяется адекватно оценить степень пригодности акватории для устойчивого существования гидробиологических сообществ.
3. На основе анализа построенных карто-схем наиболее уязвимым может быть признан мелководный район акватории Восточной части Финского залива, наименее - глубоководный. Локальные пики интегрального индекса приурочены к местам сильной антропогенной нагрузки. Основной вклад в увеличение мутности вносят дреджинговые работы и намыв новых территорий. На значения индекса, на фоне ярко выраженной антропогенной составляющей, влияют и природные факторы, такие как материал сложения береговой линии.
4. Схема расчёта интегрального индекса должна включать в себя 5 этапов: 1) определение коэффициентов относительной уязвимости для каждой из групп гидробионтов (на основании экспертной оценки); 2) поиск данных космоснимков на заданный район исследования; 3) визуальное дешифрирование космоснимков с выделением районов техногенного воздействия; 4) расчёт индексов экологической благоприятности для каждой из групп организмов в ГИС-пакете; 5) расчет интегрального индекса благоприятности и его интерпретация с учётом дешифрирования исходных космоснимков.
5. В целом акватория Восточной части Финского залива в период с 1994 по 2021 гг. может рассматриваться, как относительно благоприятная для проживания большинства групп гидробионтов.
Направления дальнейшей работы составляет дальнейшая проработка вопросов интегральной оценки благоприятности акватории Восточной части Финского залива.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
