Особенности антропогенных трансформаций криогенных ландшафтов в районе Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения

В настоящее время актуальны исследования, характеризующие степень и вероятные последствия влияния объектов нефтегазового комплекса на стабильность состояния криогенных ландшафтов, в том числе с учетом существующих климатических трендов. Характеристика трансформаций природных тундровых ландшафтов в районе Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) на Тазовском полуострове проводилась на основе серии из 10 снимков спутников Landsat за период с 1988 по 2019 гг. летнего сезона (июль – август). В районе исследований (50 х 50 км) были оконтурены участки более раннего и более позднего освоения, в границах которых оценивались многолетние тренды изменения средних значений температуры (LST), альбедо (Alb), индекса влажности (NDWI), вегетационного индекса (NDVI) и индекса водной поверхности (MNDWI), характеризующие биофизические и гидрологические особенности ландшафтов. Территория за границами участков освоения рассматривалась как фоновая (ненарушенная) область, относительно которой проводился анализ изменений параметров в зоне вероятного антропогенного воздействия.
Для снижения радиометрических искажений (погрешностей), обусловленных влиянием метеорологических условий, пропускания атмосферы, различиями времени, углов съемки и калибровочных характеристик съемочных систем, использовалась методика относительной радиометрической нормализации параметров, когда изображения всего временного ряда преобразуются к виду одного, опорного изображения [1]. Определение уравнений и погрешностей нормализации осуществлялось с использованием метода перекрестной проверки (cross-validation). На этапе анализа трендов LST, Alb, NDWI и NDVI все водные поверхности, техногенные объекты, включая дороги, карьеры и открытые (без растительности) грунты за все годы вместе маскировались и исключались из анализа. Оценка изменений гидрологического состояния ландшафтов проводилась по параметру, характеризующему отношение суммарной площади водоемов (СПВ) на участках техногенной нагрузки к СПВ фоновой области, что позволяет существенно снизить влияние межгодовых и сезонных вариаций площади водоемов, связанных с паводками и количеством выпавших осадков [2]. В целом, при таком подходе многолетние изменения всех анализируемых параметров на участках техногенной нагрузки характеризуют трансформации ландшафтов, обусловленные антропогенным воздействием на фоне изменений, связанных с климатическими трендами. Значимость трендов оценивалась с использованием непараметрического теста Манна-Кендалла.
На участке более раннего освоения выявлены значимые (p < 0,05) положительные тренды NDWI, Alb и NDVI, что свидетельствуют об увеличении объемов зеленой фитомассы в результате развития растительности на территориях ранее (до 1988 г.) подвергавшихся интенсивному нарушению коренных растительных сообществ [3]. Незначимые тренды LST по обоим участкам техногенной нагрузки свидетельствует об отсутствии в их границах доминирующих тенденций изменения влажности почвенно-растительного слоя в слое суточных колебаний температуры [1]. Обустройство и строительство объектов на Ямбургском НГКМ было начато в 1984 году, а уже в 1986 году началась промышленная добыча углеводородов. На участке более позднего освоения (после 1990 г.) отмечается слабый рост альбедо, в то время как тренды NDWI и NDVI незначительны и незначимы. Аналогичный анализ параметров NDWI, Alb и NDVI для разных геоморфологических уровней показал их значимый рост на морской террасе, в то время как в границах надпойменной террасы значимых изменений не наблюдается. Данный факт может быть связан с более низкой скоростью восстановления растительности на дренированных водоразделах по сравнению с надпойменными террасами.
Выявленный по отношению к фону существенный тренд снижения СПВ (18,7%) на участке более раннего освоения может быть связан с активизацией процессов эрозии и трансформации каналов поверхностного стока в результате строительства дорог, трубопроводов и коммуникаций. Известно, что общее потепление климата может быть причиной сокращения площади термокарстовых озер и увеличения объемов зеленой фитомассы в криолитозоне [3]. Поскольку положительные тренды NDWI, Alb, NDVI и тренд снижения СПВ выявлены на фоне общего климатического тренда, эти изменения могут быть следствием формирования локального микроклимата, обусловленного влиянием техногенных объектов, что может привести к усилению процессов деградации мерзлоты и росту эмиссии биогенных газов.
Работа выполнена в рамках государственного задания (тема «Повышение эффективности и экологической безопасности освоения нефтегазовых ресурсов арктической и субарктической зон Земли в условиях меняющегося климата», № 122022800264-9).