ОЦЕНКА ПОЛОЖЕНИЯ ГАЛИЦКО-СЛОБОЖАНСКОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОРИДОРА В БАССЕЙНЕ РЕКИ МЕРЛА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФРАГМЕНТИРОВАННОСТИ ТЕРРИТОРИИ

Биатов А.П¹., Украинский П.А.², Нарожняя А.Г.³

¹Начальник отдела науки, национальный природный парк «Слобожанский»;  ²младший научный сотрудник, НИУ «БелГУ

³инженер, НИУ «БелГУ»

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект 13-05-90915-мол-ин-нр

ОЦЕНКА ПОЛОЖЕНИЯ ГАЛИЦКО-СЛОБОЖАНСКОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОРИДОРА В БАССЕЙНЕ РЕКИ МЕРЛА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФРАГМЕНТИРОВАННОСТИ ТЕРРИТОРИИ

Аннотация

В статье рассмотрено положение галицко-слобожанского экологического коридора национальной экосети Украины в бассейне реки Мерла. Исследование сфокусировано на выявлении объектов фрагментирующих экокоридор и оценке общей фрагментированности бассейна Мерлы. При помощи методов ГИС-анализа выявлены участки проблемные участки экокоридора, в которых затруднено перемещение животных.

Ключевые слова: бассейн Мерлы, Галицко-Слобожанский экокоридор, фрагментация ландшафтов.

Biatov A.P.¹, Ukrainsky P.A.², Narozhnyaya A.G. ³

¹Head of Science Administration, National nature park «Sloboshanskiy»;  ²Junior Researcher, Belgorod State National Research University; ³Engineer, Belgorod State National Research University

ASSESSMENT OF THE SITUATION IN THE GALICIA-SLOBOZHANSCHINA ECOLOGICAL CORRIDOR IN THE RIVER BASIN MERLOT RELATIVELY FRAGMENTED TERRITORY

Abstract

The article discussed the situation of the Galician-Slobozhansky ecological corridor of national ecological network of Ukraine in the basin Merla. Research is focused on the identification of objects and fragmenting ecocorridors assessing the overall fragmentation pool Merlot. Through the use of GIS analysis identified areas ecocorridors problem areas in which hindered the movement of animals.

Keywords: Galicia-Slobozhanschina ecological corridor, Merla river basin, landscape fragmentation.

В настоящее время на территории лесостепной зоны естественные ландшафта сохранились лишь в небольшом количестве. Поэтому здесь остро стоит проблема сохранения биоразнообразия. На ее решение направлена концепция экологических сетей, соединяющих сохранившиеся участки естественных ландшафтов в единое целое. Благодаря этому будет обеспечена возможность перемещения для живых организмов, что должно гарантировать стабильное существование популяций [3].

В странах СНГ на сегодняшний день уже ведутся работы по проектированию экологических сетей. Но в большинстве случаев они проводятся без количественной оценки степени фрагментированности, на уровне простой инвентаризации и картографирования естественных ландшафтов. Для Украины разработана схема национальная экологическая сети, состоящей из широтных и меридианальных коридоров. Но эта схема требует тщательной доработки на региональном уровне, а возможно, с учетом более детальной проработки, и кардинального пересмотра.

Эта работа сосредоточена на анализе состояния Галицко-Слобожанского широтного экокоридора национальной экосети Украины в одном из ключевых его участков, где он должен обеспечивать связь природных ландшафтов бассейнов Днепра и Дона через бассейн реки Мерла. Цель работы - выявление объекты, фрагментирующих ландшафты в пределах экокоридора и определение его проблемных участков.

Бассейн реки Мерла (левый приток Ворсклы) расположен преимущественно в северо-западной части Харьковской области, а также частично в Полтавской области Украины. Общая площадь бассейна составляет 2028 га. Как и вся лесостепная зона в целом, бассейн Мерлы подвергся интенсивному освоению, в ходе которого уничтожена большая часть естественных ландшафтов. Он отличается высокой заселенностью и развитием транспортной сети. В тоже время, здесь расположен ряд особо охраняемых природных территорий, важных для сохранения биоразнообразия, в первую очередь национальный природный парк «Слобожанский». В нем представлены как типичные (нагорные дубравы и боры левобережных террас), так и редкие, в том числе реликтовые биотопы (сфагновые болота, сохранившиеся со времени отступления последнего оледенения).

При проведении ландшафтных исследований на территории стран СНГ серьезной проблемой является дефицит актуальных пространственных данных. Для того, чтобы обойти эту проблему, было решено использовать открытые данные проекта Open Street Map (OSM). Использование этих данных регламентируется Open Data Commons Open Database License (OdbL) (http://opendatacommons.org/licenses/odbl/1.0/). Эта лицензия разрешает свободное копирование, использование и распространение данных OSM при наличии ссылки на источник их получения – сообщество Open Street Map [2].

Из актуальных выгрузок данных OSM на территорию Украины, предоставляемых сообществом GIS-lab, были извлечены в виде отдельных слоев в формате шейп-файла железные дороги, автомобильные дороги, реки, пруды и населенные пункты. Все полученные слои были проверены на наличие фактических ошибок. В отдельных случаях проведено исправление неточно нанесенных объектов. Недостающие объекты в каждом слое были отвекторизованы по снимку со спутника Landsat 2011 года съемки. Космическая съемка миссии Landsat зарекомендовала себя как эффективное средство изучения ландшафтов лесостепи [1]. После этого выполнен поиск и устранение топологических ошибок. При изучении фрагментированности ландшафтов критически важным является отсутствие висячих узлов в слоях транспортных сетей – каждая линия должна замыкаться на другую линию, полигон населенного пункта или границы бассейна.

Общая схема ГИС-анализа представлена на рисунке 1. Все операции выполнялись в программе ArcGIS 10.1. Для различных животных степень преодолимости одних и тех же антропогенных и природных барьеров различается. Но в данной работе рассматривается только фрагментирующая сеть самого низшего уровня, включающая все потенциальные преграды для перемещения животных. Ранжирование фрагментирующей инфраструктуры по степени преодолимости барьеров не проводилось, поскольку требует отдельных комплексных исследований.

Рис. 1 - Технологическая цепочка обработки данных в процессе изучения фрагментированнности территории

Результатом выполненных операций является база геоданных, фрагментирующей инфраструктуры бассейна Мерлы в формате файловой база геоданных ArcGIS. Помимо объектов, разделяющих территорию, она включает и образовавшиеся фрагменты. Для каждого из них была расчитана площадь. Сведения о площади фрагментов легли в основу количесвтеннйо оценки фрагментированности бассейна Мерлы.

В качестве индикатора степени фрагментированности территории использован показатель когентности (связности) территории, рассчитывающийся по формуле:

   (1)

где С – когерентность, Fi – площадь фрагмента, Fg – общая площадь территории, n – общее число фрагментов.

Когерентность – это вероятности нахождения двух произвольно выбранных точек в пределах одного фрагмента территории. Она выражается в процентах или долях от целого [4].

При учете в анализе всех объектов, фрагментирующих территорию, как естественных (реки), таки и искусственных (дороги и населенные пункты), когерентность бассейна Мерлы состовляет 4%. П.Ф. Агаханянц предлагает трактовать значения когерентности по следующей шкале: от 0 до 40% сильная фрагментированность, от 40 до 80% средняя фрагментированность, более 80% - слабая фрагментирвоанность. То есть бассейн Мерлы фрагментирован весьма сильно, по крайней мере, с точки зрения возможности перемещения мелких животных. А значит это территории весьма сложная для проектирования экологических сетей.

Наложение границ экокоридора на детальную карту бассейна позволило выявить его слабые места. Экокоридор заходит в бассейн Мерлы из поймы Ворсклы и проходит в восточном направлении по пойме Мерлы. У слияния Мерлы и Мерчика он раздваивается, и образовавшиеся ветви по речным долинам уходят в направлении водораздела, пересекая который экокоридор соединяет бассейна Днепра и Дона (рис. 2).

Рис. 2 - Положение Галицко-Слобожанского экокоридора в бассейне Мерлы

Восточная часть природного коридора сильно фрагментирована дорожной сетью и населенными пунктами. Здесь его трижды пересекают дороги районного значения, являющиеся значительнйо преградой для перемещения мелких животных и затрудняющие перемещения животных среднего и крупного размера. Однако как положительный момент здесь можно отметить то, что экокоридор захватывает достаточно крупные фрагменты территории с площадью более 100 км².

Ветви природного коридора идущие на юго-восток и северо-восток от места слияния рек Мерла и Мерчик чрезвычайно узкие, и в некоторых местах достигают ширины порядка 500 метров. При это экокоридор проходит через фрагменты территории площадью менее 100 км², а в ряде случаев, и менее 10 км². Северо-восточная ветвь природного коридора разорвана Богодухов. Юго-восточная ветвь пересекает оживленную автомагистраль М-03, соединяющую Киев и Харьков. Таким образом, внутри участка Галицко-Слобожанского экокоридора национальной экосети Украины, расположенного в бассейне Мерлы, существуют серьезные препятствия для перемешения животных. Затруднено перемещение в направлении с запада на восток, из бассейна Днепра в бассейн Дона. Характер фрагментирующих сетей, рассекающих этот экокоридор, затрудняет перемещение в первую очередь мелких животных, для которых крупные автомагнистрали с интенсивным движением (дороги общегосударственного значения) почти непреодолимы. Для крупных животных также есть существенные помехи для передвижения, связанные с краевым эффектом. В первую очередь они влияют на виды, не терпящие близость населенных пунктов. И проявляется это влияние в узких местах экокоридора, где он зажат крупными гнаселенными пунктами. Главной помехой здесь выступает город Богодухов. В результате в бассейне Мерлы Галицко-Слобожанский экокоридор действует эффективно только в западном направлении. В этом направлении он позволяет успешно перемещаться животным из крупных массивов лесов при слиянии Мерлы и Мерчика в пойму Ворсклы.

Следует отметить одну значимую особенность фрагментации исследуемого бассейна: наиболее крупные фрагменты заполнены преимущественно пашней, сочетающейся с овражно-балочными комплексами и байрачными лесами. Поэтому такие фрагменты, несмотря на свой размер, имеют пониженное значение для сохранения биоразнообразия. А их видовой состав представлен преимущественно видами, которые хорошо адаптированы к условиям агроландшафтов.

Исправление существующей ситуации с эффективнорстью функционирования Галицко-Слобожанского экокоридора в пределах бассейна Мерлы требует дополнительных проектных решений, в том числе выделения террииторий экологический реставрации и создания инженерно-технических сооружений для облегчения пересечения животными транспортных магистралей. Полученная информация о фрагментированности территории бассейна Мерлы позволит обосновать локализацию этих проектных решений.