Главная – Журналы – Поиск по журналам

В мировой науке отсутствуют подходы к определению критической телекоммуникационной инфраструктуры, опирающиеся на концепции общественной географии. Представлены разработка такого подхода и его апробация на примере единой оптоволоконной сети Российской Федерации. Теоретическую основу подхода составила концепция экономико-географического положения и ее расширение в виде инфокоммуникационно-географического положения. Это позволило оценить положение любого критического элемента через параметры сети, сформированной этим элементом. В данном контексте критической телекоммуникационной инфраструктурой являются узлы и линии связи, случайное или преднамеренное отключение которых приводит к последующему отключению других узлов и линий. Предложено различать обычные, критические, критически-зависимые и зависимые узлы, а также обычные и критические линии. Методической основой подхода стал авторский алгоритм выявления критических узлов. Исходная информация взята из авторской базы данных об отечественных линиях электросвязи и данных Росстата о численности населения российских городов на 1 января 2022 г. Рассмотрены 1111 из 1117 городов, так как шесть из них не были подключены к единой оптоволоконной сети России. Реализация географического подхода позволила обнаружить более ста критических узлов (городов). Приведена характеристика десяти наиболее критически важных узлов. Выполнено распределение количества и людности городов по четырем типам узлов и федеральным округам России. Установлено, что большинство критических линий проложено до небольших городов. Обсуждение полученных результатов проведено с позиции исследовательских ограничений, имитации одновременного отключения нескольких критических элементов и рекомендаций по прокладке новых линий связи. Практическая значимость полученных результатов может быть связана с разработкой телекоммуникационных мероприятий по повышению устойчивости оптоволоконной сети. Предложено три направления дальнейших исследований.

Представлено обобщение подходов и методов, применяемых за рубежом для оценки выбросов углерода в результате изменений землепользования в глобальном и региональном масштабах. Для понимания места этой тематики в современной геоэкологии проведен анализ наукометрических показателей на основе реферативной базы данных Scopus. Отмечено существенное увеличение публикаций по результатам исследований выбросов поглощения и абсорбции углерода под влиянием землепользования в мире с начала 2000-х гг. В настоящее время их число составляет более 200 статей ежегодно. К странам-лидерам по публикационной активности относятся Китай, США, Германия, Великобритания и Бразилия, к организациям - Китайская академия наук. Современные исследования изменения баланса углерода в результате трансформации землепользования основаны на отслеживании изменений земельного покрова в пространственно-временном аспекте с применением передовых геоинформационных технологий и на моделировании потоков углерода с помощью точных данных, соответствующих подходам 2-3 методологии Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Установлено, что большинство исследований ведущих научных центров имеют общий алгоритм и этапы; в статье дана характеристика данных этапов, а именно применяемых методов и конкретных инструментов, определены их преимущества и недостатки. Общий алгоритм исследований включает на первом этапе оценку динамики землепользования/земельного покрова за разные временные диапазоны, затем - моделирование баланса углерода в результате изменений землепользования, разработку на этой основе мер региональной политики. Выявлены особенности применения методов и исходных данных (на примере исследований, проведенных в Китае, Бразилии и др.). Сделан вывод о необходимости дальнейшего совершенствования методик в сфере точности классификаций землепользования/земельного покрова и своевременности отражения его динамики, а также определения запасов углерода. От этого зависят конкретные практические действия в области регионального планирования и разработки компенсационных мер в рамках климатической политики.

Выделены факторы и условия формирования устойчивого природопользования по критерию полноты состава и функционирования географической системы «природа-хозяйство-население» территории. Полнота - сквозной показатель оптимальности систем разного рода на минимальном и максимальном уровне их существования и изменения в процессе сохранения природы, роста экономики и совершенствования общества. Степень полноты - вариант оценочной функции, отличающей геосистемы разных местоположений и переменных состояний по набору взаимозаменяемых влияющих факторов природного, экономического и социального происхождения и особенностей местных условий географической среды. Все наблюдаемые процессы отражают целевое стремление к совершенству в форме полноты и безопасности своего системного выражения, к идеалу существования, приоритетной цели развития, только при достижении и преодолении которой возможно устойчивое развитие. Тенденции проявления полноты выделены как верхние и нижние огибающие линии (поверхности) многообразия связи данных натурных и статистических наблюдений. Управляющие аддитивные воздействия смещают ландшафтную норму полноты разных местоположений. Необходимо учитывать специальные ограничения на степень неполноты и переполнения системных качеств. Модели и методы анализа продемонстрированы на примере восстановления запасов лесонасаждений и реализации инвестиционного процесса по регионам России.

Для решения задачи оценки внешней нагрузки на российскую часть р. Иртыш со стороны водосбора использована модель ILLM, учитывающая вклад точечных и рассредоточенных источников в формирование нагрузки. Модель позволяет рассчитывать вынос примесей с водосбора с учетом влияния гидрологических факторов и удержания химических веществ водосбором и его гидрографической сетью. Для обеспечения модели необходимой входной информацией выполнена классификация подстилающей поверхности с использованием снимков со спутников PROBA-V и Sentinel-2. Собраны и проанализированы данные о содержании биогенных элементов (N и P) и микроэлементов (Cu и Zn) в природных (почвенных и речных) водах изучаемой территории. На основе обработки материалов о деятельности более 800 сельскохозяйственных предприятий оценено поголовье скота, внесение органических и минеральных удобрений, а также рассчитано поступление общего азота и общего фосфора в гидрографическую сеть. По результатам моделирования выполнена оценка внешней нагрузки (включающей диффузную составляющую) биогенными элементами (азотом и фосфором) и металлами (медью и цинком) как для всей российской части бассейна р. Иртыш, так и для семи его подбассейнов, в том числе для рек Тобол, Ишим, Омь и Конда. Оценен вклад трансграничной нагрузки на вынос рассматриваемых химических веществ в замыкающих створах трансграничных рек. Показано, что соотношение вклада различных составляющих внешней нагрузки в вынос изменяется в зависимости от водности года.

Представлены результаты реконструкции долговременной динамики палеопожаров в лесостепной зоне Западной Сибири (Новосибирская область) на примере торфяной колонки Николаевского ряма. Согласно данным радиоуглеродного датирования, исследованная толща торфа формировалась в течение 3200 кал. лет - с позднего суббореала до современности. На основе проведенного макроуголькового и радиоуглеродного анализа выявлен 21 локальный пожарный эпизод, а также определено время их возникновения, периодичность и интенсивность. Данные по динамике палеопожаров лесостепного ряма были сопоставлены с опубликованными палеоклиматическими реконструкциями для Барабинской низменности. В конце суббореального периода выделено шесть пирогенных эпизодов с пиком пожарной активности 2850-2750 кал. л. н. при скорости аккумуляции частиц угля 370 частиц см²/год. Больше всего пожаров произошло в субатлантическом периоде - 15 эпизодов с самым крупным локальным пожарным очагом в период 1100-1050 кал. л. н., скорость аккумуляции частиц угля достигала 600 частиц см²/год. Данные палеопожарные пики совпадают с потеплением климата Барабинской низменности, выраженным в увеличении средней температуры июля и преобладании лесостепных фитоценозов в составе растительных сообществ Барабы. Более влажные условия климата и распространение таежной растительности с 2100 по 1700 кал. л. н. препятствовали возникновению пожаров на территории ряма. В более холодные периоды пожары либо отсутствовали, либо имели незначительную интенсивность. При сопоставлении динамики палеопожаров Николаевского ряма с палеоклиматическими реконструкциями выявлено влияние климатических изменений на возникновение и интенсивность пирогенных эпизодов.

Проанализирована многолетняя динамика (более 50 лет) состояния сосновых лесов, загрязняемых выбросами Шелеховского промышленного центра, где основным источником техногенных эмиссий является Иркутский алюминиевый завод (ИркАЗ). Выявлена прямая зависимость жизненного состояния сосновых древостоев от объемов выбросов ИркАЗа. Установлено, что период максимального объема выбросов (90-100 тыс. т/год) завода, наблюдаемый в конце 1970-х - начале 1980-х гг., сопровождался быстрым развитием визуальных признаков острого поражения хвои в виде некрозов и хлорозов, охватывающих 40-90 % поверхности хвоинок, увеличением уровня дефолиации крон деревьев до 70 %, появлением на локальных участках вблизи завода (в основном в пониженных формах рельефа) усыхающих деревьев, в хвое которых содержание фтора достигало 210 мг/кг сухой массы. Индекс жизненного состояния (ИЖС) деревьев, рассчитанный по репрезентативным визуальным, морфометрическим и биохимическим показателям, не превышал 2-3 балла, что свидетельствовало о сильном ухудшении параметров сосновых древостоев, при этом площадь сильно угнетенных древостоев достигала 20 тыс. га. К концу 1990-х годов на фоне снижения объемов производства и уровня техногенных выбросов ИркАЗа наблюдалось улучшение состояния древостоев - ИЖС деревьев вблизи завода увеличился до 4,9 баллов, площадь сильно угнетенных сократилась до 11,9 тыс. га. В последние пять лет количество выбросов Шелеховского промцентра остается практически неизменным (около 35 тыс. т/год), уровень фтора в хвое деревьев вблизи завода довольно стабильный (70-80 мг/кг сухой массы), об улучшении состояния древостоев свидетельствует увеличение ИЖС до 5,3 баллов, усыхающие древостои отсутствуют, площадь сильно ослабленных лесов не превышает 2 тыс. га. Несмотря на явную положительную динамику в изменении состояния сосновых древостоев, наблюдаемую в современный период, требуется дальнейший мониторинг их состояния для адекватной оценки и прогнозирования изменений структурно-функциональных свойств и устойчивости лесов на загрязняемых территориях Иркутской области.

Представлены результаты полевых исследований почвенной биоты на условно ненарушенных территориях, расположенных в северной части Прибайкалья (центральная экологическая зона Байкальской природной территории). Данная территория отличается высоким ландшафтным разнообразием, что обусловлено особенностями рельефа и связанными с этим климатическими условиями. Таким образом, на сравнительно небольшом участке встречаются разные геосистемы - от лугово-болотных до горно-степных. Зооценозы почв, соответственно, также различаются, причем структура населения, средняя численность и биомасса позволяют оценивать сообщества по таксономическому разнообразию. Данный показатель характеризует не только состояние почвенного мезонаселения, но и его устойчивость к внешнему воздействию. В условиях ограниченной хозяйственной деятельности территорию исследования можно рассматривать как своеобразный полигон для сравнительного анализа и оценки восстановительного потенциала зооценозов почв. Расчет таксономического разнообразия производился с помощью индекса Маргалефа, который позволяет связать две характеристики - численность и количество таксонов на единицу площади. На основе полученных расчетов выделено пять категорий таксономического разнообразия почвенных беспозвоночных - от очень низкого до высокого. С учетом высокого ландшафтного разнообразия территории пространственное распространение мезонаселения почв отражает полный спектр зооценозов региона. На численные характеристики мезонаселения почв влияют гидроклиматические условия, которые, в свою очередь, зависят от рельефа местности. Результаты исследования почвенной мезофауны, направленные на оценку таксономического разнообразия в пространственном аспекте, в дальнейшем планируется использовать как основу для картографического моделирования.

Представлены результаты временного и пространственного распределения аэрозольных частиц и включенных в них микропримесей (полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы) в приводном слое атмосферы над оз. Байкал, полученные в ходе корабельной экспедиции с 18 по 24 июля 2022 г. За исследуемый период в приводной атмосфере озера наблюдались в основном низкие значения массовой и счетной концентраций аэрозольных частиц, стойких органических загрязнителей (ПАУ, ПХБ) в сравнении с пожароопасными периодами 2016-2020 гг. За время экспедиции содержание ПАУ в атмосфере изменялось от 0,071 до 2,6 нг/м³, что ниже концентраций, зафиксированных при пожарах (0,22-133 нг/м³). Повышенное содержание исследуемых компонентов обнаружено только в отдельных районах Южного Байкала, где формирование структуры аэрозоля происходило за счет локальных источников загрязнений, расположенных в населенных прибрежных районах (пос. Листвянка, пос. Култук, г. Слюдянка, г. Байкальск), и в момент переноса загрязненных воздушных масс северо-западного направления на озеро от Иркутска и Ангарска. В пробах аэрозолей из фоновых районов преобладала группа ПАУ с двумя-тремя бензольными кольцами, в составе которых доминировали нафталин и фенантрен. Вблизи локальных источников в южной части Байкала увеличивалась доля ПАУ с четырьмя, пятью и шестью бензольными кольцами (флуорантен > пирен > бенз(б)флуорантен), которые имеют пирогенное происхождение и образуются при высокотемпературных процессах сгорания органического топлива (при сжигании угля, древесины, жидкого топлива). Выявлена положительная корреляция содержания аэрозольных частиц и ПАУ. Обнаруженные концентрации аэрозольных частиц (1,0-13,7 мкг/м³) и бенз(а)пирена (0,01-0,22 нг/м³), нормируемые в России, не превышали ПДК. Несмотря на запрет производства и ограниченное использование ПХБ, их следы обнаружены в различных промышленных и фоновых регионах во всем мире. Показано, что содержание полихлорированных бифенилов в приводной атмосфере Байкала (0,48-5,63 пг/м³) сравнимо с концентрациями, наблюдаемыми в фоновых регионах мира (0,04-25 пг/м³).

С использованием традиционных и современных методов картографии изучены биологические инвазии в темнохвойные леса Западной Сибири опасных чужеродных стволовых насекомых-дендрофагов - уссурийского полиграфа (Polygraphus proximus Blandf.) и союзного короеда (Ips amitinus (Eichh.)). Наряду с мониторингом инвазионных процессов, проводимым в Томской области и включавшим широкое обследование ее территории для получения фактографических данных о степени деградации поврежденных лесов, особое внимание при картографировании уделялось применению средств ГИС-технологий. На примере некоторых аспектов данных инвазий представлены особенности и возможности составления, а также использования картографического материала в научных и прикладных целях. Показана высокая результативность пространственно-временной оценки наблюдаемых процессов и явлений на локальном уровне методами современного картографирования с привлечением материалов наземного мониторинга и ортофотоснимков с беспилотных летательных аппаратов. С помощью ГИС дана наглядная пространственная оценка степени деградации поврежденных вредителями лесов, лесопатологического состояния насаждений и размера ущерба от воздействия инвазивных дендрофагов на модельных территориях. Выявлено, что для Томской области наибольшая степень риска от экспансии уссурийского полиграфа и союзного короеда наблюдается в южных и юго-восточных районах. Использование функционала ГИС позволило создать серию оригинальных тематических карт, отражающих различные аспекты пространственных особенностей инвазий, что позволяет делать краткосрочные прогнозы зарождения и распространения очагов вредителя, проводить мониторинг и контроль их развития, а также выявлять направленность процесса распространения вредителей на разных уровнях территориальной иерархии.

Рассматривается применение сравнительно-географического метода при исследовании почвенно-биотических сообществ Тункинской котловины для целей картографического моделирования пространственно-временного состояния таксономического разнообразия зооценозов почв. Для оценки текущего состояния почвенной биоты предлагается использовать индекс Маргалефа, величина которого фиксирует значение количества таксонов с общей численностью в сообществах почвенных беспозвоночных. Пределы этих изменений дают возможность выделить равномерную шкалу с пятью категориями разнообразия. Функционально-трофическая структура зооценозов почв с выделением доминирующих видов педобионтов позволяет определить оптимальный состав коренного населения биоценозов, а также понять механизмы восстановления при снижении антропогенного воздействия. Полученные обобщенные данные необходимо отобразить на картографической модели. Для этого предлагается использовать ландшафтную основу, которая, в свою очередь, отражает как особенности рельефа, так и совокупность комплекса природных факторов - от гидротермических условий до фитоэдафического облика исследуемой территории. В целом результаты исследования можно применять для своевременных решений, направленных на сохранение биологического разнообразия региона, что является одним из главных принципов мировой экологии. Сделана попытка соединения и анализа теоретических и методологических знаний по почвенной зоогеографии и ее практического применения с возможностью дальнейшего развития - симбиоза со смежными отраслями географии, биологии и картографии. Результаты работы можно применять при планировании мер оптимального природопользования с выходом на следующий, прогнозный уровень, позволяющий управлять процессами, происходящими внутри экосистемы региона.