A GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM TO SUPPORT THE RETURN TO ECONOMIC USE LANDS EXCLUDED AFTER THE CHERNOBYL ACCIDENT

Шубина О.А.¹, Титов И.Е.², Кречетников В.В.³,Ряднов А.А.⁴

¹ORCID: 0000-0003-3055-9473, кандидат биологических наук, ²ORCID: 0000-0002-5275-3229, ³ORCID: 0000-0002-6099-6917, аспирант, Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии, ⁴доктор биологических наук, профессор, Волгоградский государственный университет

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ВОЗВРАЩЕНИЯ В ХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ОБОРОТ ТЕРРИТОРИЙ, ВРЕМЕННО ВЫВЕДЕННЫХ ИЗ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС

Аннотация

В восстановительный период после аварии наибольшую актуальность приобретает проблема возвращения в хозяйственный оборот территорий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, ранее выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС. Для решения этой задачи разработана геоинформационная система (ГИС), в основе которой лежит информация о текущем состоянии отчужденных земель. Построены электронные карты, позволяющие выполнить оценку необходимости проведения реабилитационных мероприятий и наглядно продемонстрировать эффективность их применения на загрязненных территориях.

Ключевые слова: геоинформационная система (ГИС), авария на ЧАЭС, сельское хозяйство, радиоактивное загрязнение, выведенные из землепользования территории.

Shubina O.A.¹, Titov I.E.², Krechetnikov V.V.³, Ryadnov A.A.⁴

¹ORCID: 0000-0003-3055-9473, PhD in Biology, ²ORCID: 0000-0002-5275-3229, ³ORCID: 0000-0002-6099-6917, Postgraduate student, Russian Institute of Radiology and Agroecology, ⁴ PhD in Biology, professor, Volgograd State University

A GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM TO SUPPORT THE RETURN TO ECONOMIC USE LANDS EXCLUDED AFTER THE CHERNOBYL ACCIDENT

Abstract

In the recovery period after the accident the most task is to return lands with high levels of radioactive contamination which were excluded from the economic use after the Chernobyl accident. To solve this problem the Geographic Information System (GIS) based on current information on the status of abandoned lands is created. The electronic maps which allows to assess the need for rehabilitation and the effectiveness of countermeasures on contaminated areas are developed.

Keywords: geographic information system (GIS), the Chernobyl accident, agriculture, radioactive contamination, abandoned lands.

Радиоактивное загрязнение территорий, относящихся к сельскохозяйственному сектору экономики, стало одним из наиболее серьезных последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции. В первые несколько лет после аварии была реализована зональная система организации и ведения агропромышленного производства на загрязненных территориях. Были выделены 4 зоны загрязнения: 37-185 (1-5) кБк/м² (Ки/км²), 185-555 (5-15) кБк/м² (Ки/км²), 555-1480 (15-40) кБк/м² (Ки/км²) и более 1480 (40) кБк/м² (Ки/км²). Принято решение о выведении из землепользования сельскохозяйственных угодий с высокими уровнями загрязнения (свыше 1480 кБк/м²).

Сельскохозяйственные земли Брянской области исключались из хозяйственной деятельности в несколько этапов, начиная с 1991 года. Основные площади выведены из оборота по решению Брянского облисполкома № 414 от 18.09.1990, по поручению Совета Министров РСФСР от 8 августа 1990 г. № 17962-3. Основанием для принятия решений являлась информация, полученная по итогам радиологического картирования загрязненных территорий, выполненного Центром «Брянскагрохимрадиология».

Всего из землепользования были выведены сельскохозяйственные угодья 23 хозяйств Гордеевского, Злынковского, Клинцовского, Красногорского и Новозыбковского районов Брянской области. Общая площадь сельхозугодий с плотностью загрязнения свыше 1480 кБк/м² (40 Ки/км²) составила 17,1 тыс. га, из них 9,8 тыс. га относится к лугопастбищным угодьям, а 7,3 тыс. га − пахотные земли. Выведенные из оборота земли сельскохозяйственного назначения переведены в земли запаса [1, с. 43].

Из землепользования были выведены локальные участки, расположенные в границах действующих сельскохозяйственных предприятий, а территория 4 хозяйств полностью была отчуждена (хозяйства «им. Кирова» и «им. 24 Партсъезда» Красногорского р-на, хозяйства «им. 22 Партсъезда» и «Комсомолец» Новозыбковского района). В течение послеаварийного периода границы хозяйств неоднократно менялись, так, например,  земли хозяйства  «им. 22 Партсъезда» были переданы хозяйствам «Красная Ипуть» и «Комсомолец». В настоящее время в зону отчуждения входят угодья 22 хозяйств.

Оценка современной радиационной обстановки на отчужденных территориях показала, что общая площадь земель с уровнями загрязнения ¹³⁷Cs свыше 1480 кБк/м² сократились и не превышает 28% от ранее выведенных из оборота земель. Остальные земли по радиологическому критерию (плотность загрязнения) могут быть возвращены в хозяйственное использование [2, с. 54].

На восстановительной стадии обоснованность возвращения территорий определяется не только радиологическими, но и социально-экономическими критериями, культуртехническим состоянием земель.  По результатам обследования около 32% земель составляет залежь и около 6% залесено.

В связи со сложной экономической ситуацией в стране, а также принимая во внимание особенности формирования зоны отчуждения, при принятии решений о реабилитации и возврате земель в хозяйственный оборот целесообразно определить те территории, где это является первоочередной задачей.

По потребности в возвращении сельскохозяйственных угодий в землепользование территории подразделяются на:

I – отдельные земельные участки, прилегающие к населенным пунктам;

II − локальные участки, которые расположены в пределах функционирующих сельскохозяйственных предприятий, удаленные от населенных пунктов, но рядом с которыми ведется хозяйственная деятельность;

III − земельные участки, удаленные от населенных пунктов, рядом с которыми хозяйственная деятельность не ведется; участки, прилегающие к лесу; участки с высоким уровнем закочкарености или зелесения;

IV - отчужденные и отселенные территории - земли сельскохозяйственных предприятий, которые полностью выведены из оборота, а население эвакуировано (бывшие колхозы им. Кирова и им. 24 Партсъезда Красногорского района, им. 22 Партсъезда Новозыбковского района) [3, c. 156].

При реабилитации выведенных земель для сельскохозяйственного производства приоритет отдается территориям, входящим в группу I, а также в группу II, с меньшей плотностью радиоактивного загрязнения, большим плодородием на бывших сельскохозяйственных угодьях, примыкающих к действующим хозяйствам. Земельные участки, относящиеся в группе III, по итогам обследования могут быть переведены в земли лесного фонда. Реабилитация и возвращение в сельскохозяйственное использование территорий, относящихся к группе IV, возможны после комплексной радиологической и экономической оценки всех сценариев вероятного использования данных земель.

Таким образом, реабилитация и возвращение в хозяйственный оборот выведенных из землепользования сельскохозяйственных угодий является комплексной задачей. Развитие информационных технологий значительно расширяет варианты решения этой проблемы. Одним из направлений является привлечение ГИС-технологий.

ГИС являются достаточно мощным, удобным и наглядным инструментом решения различных задач, связанных с оптимизацией и разработкой систем поддержки принятий решений, и наряду с визуализацией информации позволяют производить пространственный анализ радиологических данных и разрабатывать оптимальные схемы использования сельскохозяйственных земель.

Данные радиологического обследования являются основанием для разработки единой долговременной стратегии функционирования территорий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, а также системы их организации и управления. На основании данных радиологических обследований, проводимых с 1986 по 2015, была создана геоинформационная система для обоснования возвращения в хозяйственный оборот территорий, временно выведенных из землепользования после аварии ЧАЭС и включает информацию по всем выведенным из землепользования участкам для 22 хозяйств 5-ти районов Брянской области. ГИС выполнена с использованием программного пакета ArcGIS for Desktop версии 10.1 – 10.4.1.

В качестве источников данных для создания ГИС использовались:

- картографические материалы;

- данные дистанционного зондирования (космические снимки территорий хозяйств, на которых располагаются земли, выведенные из землепользования);

- материалы детальных радиологических и агрохимических обследований;

- статистические данные;

- литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи).

В состав разработанной ГИС входит база данных атрибутивной информации, которая была экспортирована из базы данных «Электронный реестр земель, выведенных из землепользования» (свидетельство о регистрации базы данных № 2016620790). База данных включает следующие блоки информации:

- административно-хозяйственная характеристика сельскохозяйственного предприятия до вывода земель из оборота;

- характеристики сельскохозяйственных угодий до вывода земель из оборота;

- радиоэкологическая ситуация на выведенных из оборота сельскохозяйственных землях [2, с 53].

В связи с тем, что в течение послеаварийного периода корректировались границы и изменялись названия хозяйств, формы собственности и т.д., в качестве картографической основы использовались карты внутрихозяйственного землеустройства сельскохозяйственных предприятий 1991 г. (масштаб 1:10000), согласно которым агрохимическими подразделениями Минсельхоза выполняется обследование радиоактивно загрязненных территорий. При этом для всех туров обследования сохраняется нумерация элементарных участков, что в конечном результате позволяет обеспечить «преемственность» данных, корректно отслеживать динамику изменения радиологической и экологической ситуации.

ГИС включает в себя библиотеку электронных карт для 22 хозяйств наиболее радиоактивно загрязненных районов Брянской области: типы землепользования, плотность загрязнения ¹³⁷Cs по (5 туров обследования с 1988 по 2015 год), почвенные карты, содержание гумуса, основные агрохимические показатели (pH, P₂O₅, K₂O), карты с прогностическими оценками возможности производства продукции растениеводства, кормопроизводства, животноводства,  удовлетворяющей СанПиН 2.3.2.1078-01  (с доп. и изм. №18 - СанПиН 2.3.2.2650-10), при  различных вариантах возделывания земель (без проведения специальных мероприятий, при условии применения реабилитационных мероприятий).

Созданная библиотека электронных карт позволяет выполнить оценку радиоэкологической ситуации на территориях, временно выведенных из землепользования и дать обоснование необходимости проведения реабилитационных мероприятий (рис. 1).

Рис. 1 – Электронная карта загрязнения ¹³⁷Cs СПК «Комсомолец»

В представленной геоинформационной системе скомпилирован большой объем экспериментальной информации, на базе которой были построены электронные карты, позволяющие наглядно демонстрировать современное радиоэкологическое состояние отчужденных земель, а также эффективность проведения мероприятий по реабилитации этих территорий. Показана возможность возвращения исключенных из землепользования угодий в сельскохозяйственный оборот.

Перспективными направлениями хозяйственного использования отчужденных земель, частично возвращенных в хозяйственную деятельность, являются создание заповедников и заказников, залесение, выпас и производство кормов для молодняка скота, коневодство, выращивание саженцев плодовых деревьев, семеноводство, добыча полезных ископаемых и т.д.

Результаты работы являются информационной базой для решения реальных задач возвращения земель в сельскохозяйственное использование и планирования дальнейших действий по управлению данными территориями, включая оптимизацию реабилитационных мероприятий и организацию системы радиоэкологического мониторинга введенных в оборот земель.

Список литературы / References

1. Воробьев Г. Т. Радиоактивное загрязнение почв Брянской области / Г. Т. Воробьев, Д. Е. Гучанов, З. Н. Маркина и др. – Брянск : Грани, 1994. – 177 с.
2. Шубина О. А. Электронный реестр земель, выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС / О. А. Шубина, И. Е. Титов, В. В. Кречетников, П. В. Прудников // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2015. – №12 (83). – Ч. 1. – C. 51-56.
3. Российский национальный доклад «30 лет чернобыльской аварии: Итоги и перспективы преодоления ее последствий в России 1986 —2016» / Под общей редакцией В. А. Пучкова и Л. А. Большова – Москва, 2016. – 202 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Vorobyev G. T. Radioaktivnoe zagrjaznenie pochv Brjanskoj oblasti [Radioactive contamination of soils of Bryansk region] / G. T. Vorobyev, D. E. Guchanov, Z. N. Markina and etc. – Bryansk: Grani, 1994. – 177 p. [in Russian]
2. Shubina O. A. Elektronnyj reestr zemel', vyvedennyh iz zemlepol'zovanija posle avarii na ChAES [The electronic registry of agricultural lands temporary excluded from economic use after the Chernobyl accident] / O. A. Shubina, I. E. Titov, V. V. Krechetnikov, P. V. Prudnikov // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk [Actual problems of the humanities and natural sciences]. – 2015. – № 12 (83). – P. 51-56. [in Russian]
3. Rossijskij nacional'nyj doklad «30 let chernobyl'skoj avarii: Itogi i perspektivy preodolenija ee posledstvij v Rossii 1986 —2016» [Russian national report “30 years after the Chernobyl accident: Results and perspective of overcoming its consequences in Russia 1986 -2016”] / Eds. by V. A. Puchkov and L. A. Bolshov – Moscow, 2016. – 202 p. [in Russian]