Разработка индексов трофности для Онежского озера с помощью экологической информационной системы

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-3-27-256-273

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

А.В. Коросов

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН» Институт водных проблем Севера,
Россия, Республика Карелия, 185030 г. Петрозаводск, просп. А. Невского, 50;
E-mail: korosov@mail.ru

Н.М. Калинкина

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН» Институт водных проблем Севера,
Россия, Республика Карелия, 185030 г. Петрозаводск, просп. А. Невского, 50;
E-mail: cerioda@mail.ru

Е.В. Теканова

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН» Институт водных проблем Севера,
Россия, Республика Карелия, 185030 г. Петрозаводск, просп. А. Невского, 50;
E-mail: etekanova@mail.ru

М.Т. Сярки

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН» Институт водных проблем Севера,
Россия, Республика Карелия, 185030 г. Петрозаводск, просп. А. Невского, 50;
E-mail: msyarki@mail.ru

К.В. Исакова

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН» Институт водных проблем Севера,
Россия, Республика Карелия, 185030 г. Петрозаводск, просп. А. Невского, 50;
E-mail: ksusha_isakova@mail.ru

Аннотация

Использованы ГИС-технологии для изучения пространственного распределения зон трофности на акватории Онежского озера. Основой для построения карт послужили эмпирические данные, отражающие трофность вод, собранные в 1982–2020. Для оценки влияния изменений климата отдельно рассмотрели два периода — до и после 2000 г. В качестве показателей трофности использовали количество сапрофитного бактериопланктона, биомассу рачкового зоопланктона, концентрацию хлорофилла «а» и прозрачность воды. Все характеристики были приведены к нормальному распределению, а значения в отдельных точках интерполированы на всю акваторию озера, которую представили как сеть из 544 квадратов. Каждая ячейка акватории несла четыре значения изучаемых показателей. Для оценки трофности использована многомерная статистика (анализ главных компонент) и экспертная система (байесовский классификатор). Первая главная компонента может рассматриваться как интегральное значение трофности в данной части акватории. Метод классификации по формуле Байеса позволяет получить оценку вероятности отнесения каждой ячейки акватории к классу «высокая трофность» и «низкая трофность» и назначить порог значимости (p = 0,05). Картограммы, построенные на основе обоих методов, в основных чертах совпали. Большая часть акватории Онежского озера характеризуется низким уровнем трофии. В северо-западной части, где на побережье расположены крупные города (Петрозаводск и Кондопога) в прошлом веке обнаруживается обширная область с высокой трофностью, связанная с активным антропогенным загрязнением онежских вод. В последние годы из-за падения производства трофность в этой зоне резко снизилась, за исключением Кондопожской губы, в которой наблюдается увеличение загрязнения воды в результате деятельности форелевых хозяйств.

Ключ. слова

Онежское озеро, ГИС, анализ главных компонент, трофность водоема, экспертная система.

Список литературы

  1. Алимов А.Ф. Введение в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 152 с.
  2. Алимов А.Ф., Богатов В.В., Голубков С.М. Продукционная гидробиология. СПб.: Наука, 2013. 343 с.
  3. Андроникова И.Н. Структурно-функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов. СПб.: Наука, 1996. 189 с.
  4. Бульон В.В. Зависимость рыбопродуктивности водоемов от первичной продукции. Методы изучения состояния кормовой базы рыбохозяйственных водоемов. Сборник научных трудов. Вып. 196. Л.: ГосНИОРХ, 1983. С. 3–11.
  5. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск: АН БССР, 1960. 329 с.
  6. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л.: Медицина, 1973. 144 с.
  7. Диагноз и прогноз термогидродинамики и экосистем великих озер России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2020. 255 с.
  8. Калинкина Н.М., Коросов А.В., Белкина Н.А., Теканова Е.В., Сярки М.Т., Коросов А.А. Географическая информационная система «Биоресурсы Онежского озера». ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2018. Т. 24. Ч. 2. С. 362–370. DOI: 10.24057/2414-9179-2018-2-24-362-370.
  9. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М.: Наука, 1984. 207 с.
  10. Коросов А.В. Специальные методы биометрии. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2007. 364 с.
  11. Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2015. 375 с.
  12. Меншуткин В.В., Филатов Н.Н., Потахин М.С. Экспертная система «Озера Карелии». 1. Порядковые и номинальные характеристики озер. Водные ресурсы, 2009а. Т. 36. № 2. С. 160–171.
  13. Меншуткин В.В., Филатов Н.Н., Потахин М.С. Экспертная система «Озера Карелии». 2. Классификация озер. Водные ресурсы, 2009б. Т. 36. № 3. С. 300–311.
  14. Оксиюк О.П., Жукинский В.Н., Брагинский Л.П., Линник П.Н., Кузьменко М.И., Кленус В.Г. Комплексная экологическая классификация поверхностных вод суши. Гидробиологический журнал, 1993. Т. 29. № 4. С. 62–76.
  15. Онежское озеро. Атлас. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 151 с.
  16. Онежское озеро. Экологические проблемы. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1999. 293 с.
  17. Тимакова Т.М., Куликова Т.П., Литвинова И.А., Полякова Т.Н., Сярки М.Т., Теканова Е.В., Чекрыжева Т.А. Изменение биоценозов Кондопожской губы Онежского озера под влиянием сточных вод целлюлозно-бумажного комбината. Водные ресурсы, 2014. Т. 41. № 1. С. 74–82. DOI: 10.7868/S032105961401012X.
  18. Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. Л.: Наука, 1990. 264 с.
  19. Carlson№.E. A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography, 1977. V. 22. P. 361–369.
  20. Kalinkina N., Tekanova E., Korosov A., Zobkov M., Ryzhakov A. What is the extent of water brownification in Lake Onego, Russia? Journal of Great Lakes Research, 2020. V. 46. Iss. 4. P. 850–861. URL: https://doi.org/10.1016/j.jglr.2020.02.008.
  21. Rukhovets L.A., Filatov N.N. Ladoga and Onego—great European Lakes. Observations and Modeling. Chichester, UK: Springer–Verlag, 2010. 308 p. DOI: 10.1007/978-3-540-68145-8.

Для цитирования: Коросов А.В., Калинкина Н.М., Теканова Е.В., Сярки М.Т., Исакова К.В. Разработка индексов трофности для Онежского озера с помощью экологической информационной системы ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 256–273. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-256-273

For citation: Korosov A.V., Kalinkina N.M., Tekanova E.V., Syarki M.T., Isakova K.V. Development of trophic indices for lake Onego using of the ecological information system 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. 256–273. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-256-273 (In Russian)