Динамика северных экосистем Норильского промышленного района в условиях техногенного воздействия и потепления климата (обзор исследований)

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-3-27-151-170

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

В.И. Кравцова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: valentinamsu@yandex.ru

О.В. Тутубалина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;

Аннотация

Норильский горно-металлургический комбинат по производству никеля, платины и палладия — один из главных загрязнителей Арктики. Характер и степень его воздействия на природные экосистемы за длительную, с 1935 г., историю его работы, различались вместе с изменением объемов производства при разных формах собственности, а ответная реакция экосистем развивалась на фоне потепления климата. На основании обзора выполнявшихся в регионе исследований выделены периоды с разным соотношением техногенных и природных факторов динамики экосистем, различающиеся и по методам их изучения. Во второй половине XX века, в 1970–1990-е годы рост выбросов в атмосферу сернистого газа привел к усыханию лиственничных лесов на расстоянии до 120 км к юго-востоку от комбината, зафиксированному аэрофотосъемками и лесопатологическими исследованиями, а также составленной по снимкам со спутника Landsat и полевым исследованиям МГУ картой состояния экосистем.

В конце XX века распад СССР, перерыв в работе комбината, перешедшего из государственной в частную собственность, обусловил снижение темпов производства и выбросов в атмосферу. Это сочеталось с потеплением климата, усилившимся в арктических районах. Комплексные экспедиционные работы сибирских ученых в первые десятилетия XXI века, включая геохимические и дендрохронологические исследования, зафиксировали границы зон разной степени нарушенности экосистем, но одновременно показали, что наряду с продолжающейся деградацией растительности появляются признаки частичного восстановления экосистем. В конце второго десятилетия XXI века российские и американские ученые на основе обработки больших объемов дистанционных данных, с опорой на разновременный анализ вегетационных индексов, обнаружили «позеленение» нарушенных местообитаний на территории Норильского района как результат вторичной сукцессии при сложном взаимодействии техногенных и природных, в первую очередь климатических, факторов.

Ключ. слова

техногенное воздействие, гибель лесов, потепление климата, позеленение, космические снимки.

Список литературы

  1. Белая Е.Г., Горшков С.П., Мельников Д.В. Эколого-географическая карта Норильского региона. Масштаб 1:500 000. Пояснительная записка к научно-справочной эколого-географической карте Российской Федерации масштаба 1:4 000 000. Под редакцией O.A. Евтеева и Л.Ф. Январевой. М.: Изд-во МГУ, 1996. С. 34–37.
  2. Вараксин Г.С., Кузнецова Г.В., Евграфова С.Ю., Шанченкова О.А. Опыт биологической рекультивации техногенных ландшафтов в Норильском промышленном районе. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 1039–1047.
  3. Варенцов М.И., Константинов П.И., Самсонов Т.Е., Репина И.А. Изучение феномена городского острова тепла в условиях полярной ночи с помощью экспериментальных измерений и дистанционного зондирования на примере Норильска. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2014. Т. 11. № 4. С. 329–337.
  4. Васильчук Т., Одиссонова В. Период распада «Норникеля». Катастрофа длиной в 25 лет. Теперь секретны даже имена погибших. Новая газета. 2021. № 28. 17 марта.
  5. Ведрова Э.Ф., Мухортова Л.В. Биогеохимическая оценка лесных экосистем в зоне влияния Норильского промышленного комплекса. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 933–944.
  6. Горшков С.П. Ландшафтно-геоэкологическое картографирование Норильского района экологического бедствия. Изменение природной среды. Глобальный и региональный аспекты. Под ред. А.Н. Геннадиева и Е.В. Милановой. М.: Изд-во МГУ, 1997. С. 148–161.
  7. Гребенец В.И., Юров Ф.Д., Толманов В.А., Хайрединова А.Г. Формирование техногенных каменных глетчеров из отвалов породы в горнодобывающих районах. Сергеевские чтения. Эколого-экономический баланс природопользования в горнопромышленных регионах. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2019. Вып. 21. С. 394–399.
  8. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2003 г.». Главное управление охраны природных ресурсов и окружающей среды МПР России по Красноярскому краю. Красноярск. 2004. 218 с.
  9. Ефремова Т.Т., Ефремов С.П. Эколого-геохимическая оценка уровней загрязнения тяжелыми металлами и серой бугристых торфяников юга Таймыра. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 965–974.
  10. Карпенко Л.В. Современное состояние торфяной залежи болот лесотундровой подзоны Красноярского края и геохимическая оценка ее загрязнения. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 953–964.
  11. Кирдянов А.В., Мыглан В.С., Пименов А.В., Кнорре А.А., Экарт А.К., Ваганов Е.А. Динамика усыхания лиственницы сибирской в зоне влияния техногенных эмиссий предприятий Норильского промышленного района. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 945–952.
  12. Ковалев Б.И. Мониторинг состояния лесов в условиях аэротехногенного воздействия Норильского промышленного района. Лесное хозяйство, 1994. № 3. С. 42–45.
  13. Корец М.А., Рыжкова В.А., Данилова И.В. Использование ГИС для оценки состояния наземных экосистем Норильского промышленного района. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 887–902.
  14. Космические методы геоэкологии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 104 с.
  15. Костюченко Е., Козырев Ю. Ржавчина. Как «Норникель» перерабатывает Таймыр в чистую прибыль. Специальный репортаж. Новая газета. 2020. № 74. 15 июля.
  16. Онучин А.А., Буренина Т.А., Зубарева О.Н., Трофимова О.В., Данилова И.В. Загрязнение снежного покрова в зоне воздействия предприятий Норильского промышленного района. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 1025–1037.
  17. Мельников Ю.О., Ржаницын П.В., Яковлев А.О. Геолого-экологическое картирование масштаба 1:1 000 000 Норильского района, лист R-45-В, Г в 1991–1995 гг. Норильск: Норильская комплексная геолого-разведочная экспедиция, АО «Норильский горно-металлургический комбинат им. А.П. Завенягина»; Норильский Никель, 1996.
  18. Пименов А.В., Ефимов Д.Ю., Первунин В.А. Топо-экологичесая дифференциация растительности в Норильском промышленном районе. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 923–931.
  19. Пономарева Т.В., Трофимова О.В., Богородская А.В., Шапченкова О.А. Экологофункциональная оценка состояния почв в зоне аэротехногенного воздействия Норильского промышленного комплекса. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 987–996.
  20. Росгидромет. Отчет о климате России в 2013 г. М.: Гидрометиздат, 2014. 68 с.
  21. Рыжкова В.А., Данилова И.В., Корец М.А. Классификация лесорастительных условий Норильского района и прилегающих территорий для оценки состояния и динамики растительного покрова. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 873–885.
  22. Сеньков А.А. Особенности почвенного покрова подгольцового пояса плато Путорана. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 845–854.
  23. Филипчук А.Н., Ковалев Б.И. Динамика усыхания предтундровых лесов в Норильском промышленном районе. Межд. симп. «Северные леса: состояние, динамика, антропогенное воздействие» (Москва, 16–26 июля 1990 г.). М.: 1990. С. 29–37.
  24. Телятников М.Ю., Банаев Е.В., Онучин А.А., Шишикин А.С. Характеристика природных экосистем и основных дестабилизирующих факторов севера Центральной Сибири. Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 803–806.
  25. Телятников М.Ю., Пристяжнюк С.А. Антропогенное влияние предприятий Норильского промышленного района на растительный покров тундры и лесотундры. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 903–922.
  26. Трошко К.А., Денисов П.В., Лаврова О.Ю., Лупян Е.А., Медведев А.А. Наблюдение загрязнений реки Амбарной, возникших в результате аварии на ТЭЦ-3 города Норильска 29 мая 2020 г. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2020. Т. 17. № 3. С. 267–274.
  27. Тутубалина О.В., Голубева Е.И., Зимин М.В., Кравцова В.И., Михайлов Н.В., Железный О.М. Картографирование состояния растительного покрова в окрестностях г. Норильска с помощью Google Earth Engine. Материалы восемнадцатой Всероссийской открытой конференции с международным участием «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 16–20 ноября. 2020. ИКИ РАН, 2020. С. 373. DOI: 10.21046/18DZZconf-2020a.
  28. Шишикин А.С., Абаимов А.П., Онучин А.А. Методология и принципы организации исследований природных экосистем в регионах с экстремальным техногенным воздействием. Сибирский экологический журнал, 2014. № 6. С. 863–871.
  29. Харук В.И., Винтерберг К., Цыбульский Г.М., Яхимович А.П., Мороз С.Н. Техногенное повреждение притундровых лесов Норильской долины. Экология, 1996. № 6. C. 424–429.
  30. Щелкунова Р.П. (ред.) Карта растительности и кормовых запасов Хатангского района Таймырского национального округа на основе геоботанических исследований 1964–1967 гг. Масштаб 1:500 000. 1974. М.: Картографический филиал института Росгипрозем.
  31. Anisimov O., Kokorev V., Zhil’tsova Y. Temporal and spatial patterns of modern climatic warming: Case study of northern Eurasia. Climatic Change. 2013. V. 118 (3–4). P. 871–883.
  32. Eythorssona D., Gardarssona S.M., Ahmadb S.K., Hossainb F., Nijssenb B. Arctic climate and snow cover trends—Comparing Global Circulation Models with remote sensing observations. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinformation. 2019. No. 80. P. 71–81.
  33. Grebenets V.I., Savchenko V.A. Problems of Creations of Underground Constructions in Towns of Cryolitozone. Proceedings of the 6th International Conference “Underground Space and Urban Planning”. Paris, 1995.
  34. Humphreys D. Challenges of transformation: The case of Norilsk Nickel. Resources Policy. 2011. V. 36. P. 142–148.
  35. Khokhar M.F., Frankenberg C., Van Roozendael M., Beirle S., Kuhl S., Richter A., Platt U., Wagner T. Satellite observations of atmospheric SO₂ from volcanic eruptions during the time-period of 1996–2002. Advances in Space Research. 2005. V. 36. P. 879–887.
  36. Kirdyanov A.V., Krusic P.J., Shishov V.V., Vaganov E.A., Fertikov A.I., Myglan V.S., Barinov V.V., Browse J., Esper J., Ilyin V.A., Knorre A.A., Korets M.A., Kukarskikh V.V., Mashukov D.A., Onuchin A.A., Piermattei A., Pimenov A.V., Prokushkin A.S., Ryzhkova V.A. Shishikin A.S., Smith K.T., Taynik A.V., Wild M., Zorita E., Bu€ntgen U. Ecological and conceptual consequences of Arctic pollution. Ecology Letters, 2020.
  37. Klein D.R. Vlasova T.J. Lichens, a unique forage resource threatened by air Pollution. Rangifer, 1992. No. 12. P. 21–27
  38. Kozlov M.V., Zvereva E.L. Industrial barrens: extreme habitats created by non-ferrous metallurgy. Reviews in Environmental Science and Biotechnology. 2007. No. 6. P. 233–259.
  39. Luo J., Han Y., Zhao Y., Liu X., Huang Wang L., Chen K., Tao Sh., Liu J., Ma J. An inter-comparative evaluation of PKU-FUEL global SO₂ emission inventory. Science of the Total Environment. 2020. No. 722. P. 137755.
  40. Macdonald R.W., Harnerb T.T., Fyfe J. Recent climate change in the Arctic and its impact on contaminant pathways and interpretation of temporal trend data. Science of the Total Environ Ment. 2005. No. 342. P. 5–86.
  41. Nyland K.E. Climate- and Human- Induced Land Cover Change and its Effects on the Permafrost System in the Lower Yenisei River of the Russian Arctic. A Thesis submitted tothe Faculty of the Columbian College of Arts and Sciences of the George Washington University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Masters of Arts. 2015.
  42. Nyland K.E., Shiklomanov N.I., Streletskiy D.A. Climatic- and anthropogenic-induced land cover change around Norilsk, Russia. Polar Geography. 2017. No. 40 (4). P. 257–272.
  43. Shevyrnogov A., Vysotskaya G. Sidko A. Dunaev K. Typification of natural seasonal dynamics of vegetation to reveal impact of land surface change of environment (by satellite data). Advances in Space Res. 2000. V. 26. No. 7. P. 1169–1172.
  44. Shevyrnogov A., Vysotskaya G., Sukhinin A., Frolikova O., Tchernetsky M. Results of analysis of human impact on environment using the time series of vegetation satellite images around large industrial centers. Advances in Space Research. 2008. V. 41. 36–40.
  45. Streets D.G., Canty T., Carmichael G.R., de Foy B., Dickerson R.R., Duncan B.N., Edwards D.P., Haynes J.A., Henze D.K., Houyoux M.R., Jacob D.J., Krotkov N.A., Lamsal L.N., Liu Y., Lu Z., Martin R.V., Pfister G.G., Pinderm R.W., Salawitch R.J., Wecht K.J. Emissions estimation from satellite retrievals: A review of current Capability. Atmospheric Environment. 2013. V. 77. P. 1011–1042.
  46. Toutoubalina O.V., Rees W.G. Remote sensing of industrial impact on Arctic vegetation around Noril’sk, northern Siberia: preliminary results. International Journal of Remote Sensing. 1999. V. 20. P. 2979–2990.
  47. Tutubalina O.V., Rees W.G. Vegetation degradation in a permafrost region as seen from space: Norilsk 1961–1999. Cold Regions Science and Technology. 2001. V. 32. P. 191–203.
  48. Vlasova T.M., Kovalev B.I., Filipchuk A.N. Effects of point source atmospheric pollution on boreal-forest vegetation of northwestern Siberia. National Park Service, Anchorage, AK, USA. No. AD-P=007320/5/XAB (1992).
  49. Walter D., Heue K.-P., Rauthe-Schöch A., Brenninkmeijer C.A.M., Lamsal L.N., Krotkov N.A., Platt U. Flux calculation using CARIBIC DOAS aircraft measurements: SO₂ emission of Norilsk. Journal of Geophysical Research. 2012. V. 117. D11305.
  50. Zotin A., Zuev D., Kashkin V., Kurako M., Simonov K. Environmental risk zones mapping using satellite monitoring data. Procedia Computer Science. 2018. V. 126. P. 1597–1605.

Для цитирования: Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Динамика северных экосистем Норильского промышленного района в условиях техногенного воздействия и потепления климата (обзор исследований) ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 151–170. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-151-170

For citation: Kravtsova V.I., Tutubalina O.V. Dynamics of the northern ecosystems of the Norilsk industrial region under the conditions of technogenic impact and climate warming (a review) InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 3. P. 151–170. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-151-170 (In Russian)