Районирование Российской Арктики по типам антропогенного освоения и сопутствующей трансформации рельефа на основе кластерного анализа

Выполнен сбор и систематизация сведений о наличии и распространении разных типов антропогенных объектов (населенных пунктов, транспортной инфраструктуры, участков горнодобычи и пр.) в Арктической зоне России. Информация об антропогенных объектах взята из открытых источников в сети Интернет: картографических проектов, баз данных, проектов и схем перспективного развития субъектов Российской Федерации. Установлено, что лишь пятая часть территории Российской Арктики затронута хозяйственным освоением, на остальной же части ее территории антропогенные объекты практически отсутствуют. Степень хозяйственной освоенности арктических территорий закономерно снижается с запада на восток Наибольшей хозяйственной освоенностью характеризуется Республика Карелия (лишь 13,1% от площади субъекта в пределах Арктической зоны в настоящее время не затронуты хозяйственной деятельностью), наименьшей – красноярский край (95,2%) и Республика Саха (Якутия) (87,2%). Данные о наличии, положении и типах антропогенных объектов подвергнуты процедуре кластерного анализа методом k-means с целью выделения характерных комбинаций объектов, соответствующих разным типам освоения. В пределах Арктической зоны России выделены шесть основных типов освоения, каждый из которых характеризуется доминированием определенного типа антропогенных объектов (селитебных объектов, автодорог разных категорий, объектов горнодобывающей отрасли, объектов транспорта углеводородов, инфраструктуры лесозаготовки). Также выделяется особый тип освоения – комплексное освоение, для которого характерно сочетание от трех до пяти выделенных типов на ограниченной площади. Каждому типу освоения свойственны определенные сочетания направлений и степени трансформации рельефа. В частности, наибольшая трансформация рельефа отмечена в пределах участков открытой горнодобычи (525 карьеров общей площадью 605 км²): здесь не только образуется широкий спектр антропогенных форм разного размера, но также полностью нарушается на многие десятилетия естественный ход процессов рельефообразования (мерзлотных, флювиальных, склоновых и пр.). Наименее значимое влияние на развитие рельефа оказывают некоторые линейные транспортные сооружения, в частности, грунтовые дороги и газопроводы при подземной прокладке. В зависимости от существующих типов освоения субъектам РФ, входящим в Арктическую зону, свойственны различные формы влияния хозяйственной деятельности на развитие рельефа. Для регионов с ведущей ролью транспортной инфраструктуры (например, Архангельская область, Карелия, Республика Саха) характерно более значимое участие косвенного воздействия человека на развитие рельефа, в сравнении с прямым (негативные последствия в притрассовых полосах объектов инфраструктуры охватывают площади, превышающие площади антропогенных форм). Для участков преобладания горнодобычи (например, Мурманская область), напротив, наибольшая трансформация рельефа связана с прямым воздействием, прежде всего, широкомасштабным созданием антропогенных форм. Показано, что в целом Арктическая зона России освоена хозяйственной деятельностью достаточно слабо: трансформация рельефа и спектра естественных геоморфологических процессов затрагивает общую площадь около 667 тыс. км² , что составляет около 18% от всей площади Российской Арктики.

Арктическая зона России, антропогенный рельеф, освоение Арктики, многомерная статистика

1. Большагин А.Ю. Вялышев А.И., Добров В.М., Долгов А.А., Зиновьев С.В., Олтян И.Ю., Горбатский В.В. Комплексный мониторинг – неотъемлемая часть безопасности Арктической зоны Российской Федерации // Арктика. Экология и экономика. 2014. № 1. С. 48–37.

2. Воскресенский К.С. Современные рельефообразующие процессы на равнинах Севера России. М.: Геогр. ф-т МГУ, 2001. 262 с.

3. ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. М.: Стандартинформ, 2006.

4. Гребенец В.И., Исаков В.А. Деформации автомобильных и железных дорог на участке Норильск – Талнах и методы борьбы с ними // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 2. С. 69–77.

5. Деркач А.А. Деформации защитных инженерных сооружений на трассах магистральных газопроводов как результат воздействия экзогенных процессов в условиях Заполярья // Антропогенная геоморфология: наука и практика: материалы XXXII Пленума Геоморфологической комиссии РАН (г. Белгород, 25–29 сентября 2012 г.). М.; Белгород: ИД «Белгород», 2012. С. 34–39.

6. Дмитриев В.Г. Полуэмпирический метод оценки экологического риска шельфовой и прибрежной Арктической зоны для ключевых арктических районов // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 4. С. 96–103.

7. Ельчанинов Е.А. Основные направления инженерных решений для охраны природных комплексов при промышленном освоении Северных территорий // Горн. инф.-анал. бюл. Отд. вып. 1. Труды Международ. науч. симпозиума «Неделя горняка – 2014». 2014. С. 196–210.

8. Зотова Л.И., Королева Н.А., Дедюсова С.Ю. Оценка и картографирование кризисных экологических ситуаций на территориях газопромыслового освоения в криолитозоне // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2007. № 3. С. 54–59.

9. Зотова Л.И., Тумель Н.В. Методология выбора природоохранных мероприятий в области вечной мерзлоты на примере Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции // Проблемы региональной экологии. 2018. № 1. С. 93–98.

10. Кожухов И.В., Фирсов Ю.Г. Гордиенко Н.Ю. Северный регион Российской Федерации как зона экологического риска и новый технологический этап освоения Арктики // Эксплуат. мор. трансп. 2013. № 2. С. 73–78.

11. Козлова А.Е. Антропогенное преобразование рельефа в условиях хозяйственного освоения территории полуострова Ямал // Изв. РАН. Сер. географическая. 2013. № 4. С. 87–94.

12. Кочуров Б.И., Зотова Л.И., Тумель Н.В. Экодиагностика опасных геоэкологических ситуаций при хозяйственном освоении криолитозоны // Проблемы региональной экологии. 2015. № 4. С. 157–164.

13. Марахтанов В.П. Инженерно-географические исследования на трассах магистральных газопроводов в криолитозоне // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2011. № 4. С. 42–47.

14. Питулько В.В. Жоховская стоянка. СПб.: Дмитрий Буланин, 1998. 189 с.

15. Романенко Ф.А. Геоморфологические опасности на арктических островах и побережьях // Геоморфология и картография: Материалы 33 Пленума геоморфологической комиссии РАН. Саратов, 17–11 сент. 2013. Саратов, 2013. С. 234–237.

16. Сафьянов Г.А., Репкина Т.Ю. Факторы динамики берегов Унской губы (Летний берег Белого моря) // Современные глобальные изменения природной среды. Т. 4. Факторы глобальных изменений. М., 2012. С. 392–400.

17. Тумель Н.В., Зотова Л.И., Стрелецкая И.Д. Опасные криогенные процессы по трассе газопровода Ямал–Воркута: геоэкологическая оценка, мониторинг // Народное хозяйство Республики Коми. 2005. Т. 14. № 3. С. 278–283.

18. Хлобыстин Л.П. Древняя история Таймырского Заполярья и вопросы формирования культур Севера Евразии. СПб.: Дмитрий Буланин, 1998. 340 с.

19. Чеснокова И.В. Антропогенный морфогенез в зоне развития многолетнемерзлых пород // Антропогенная геоморфология. М.; Киев: Медиа-ПРЕСС, 2013. С. 167–173.

20. Шполянская Н.А., Зотова Л.И. Экологическая безопасность Российского Севера // Экология и промышленность. 1999. № 9. С. 12–18.

21. Экологический атлас России / А.Х. Аджиев, С.А. Барталёв, М.Ю. Беккиев и др. М.: Феория, 2017. 510 с.

22. Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G., Leith W.D. A review of nuclear testing by the Soviet Union at Novaya Zemlya, 1955–1990 // Science and Global Security. 2005. № 13. P. 1–42.

23. Pyle D. Data preparation for data mining. Morgan Kaufmann, 1993. 467 p.

24. Rousseeuw P.J. Silhouettes: a graphical aid to the interpretation and validation of cluster analysis // Computational and Applied Mathematics. 1987. № 20. P. 53–65.

25. Shiklomanov N.I., Streletskiy D.A., Grebenets V.I., Luis S. Conquering the permafrost: urban infrastructure development in Norilsk, Russia // Polar Geography. 2017. № 40(4). P. 273–290.

26. Thorndike R.L. Who Belongs in the Family? // Psychometrika. 1953. № 18(4). P. 267–276.

27. Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // Journal of the American Statistical Association. 1963. № 58:301. P. 236–244.

28. Wu J. Advances in k-means clustering: a data mining thinking. Springer, 2012. 180 p.

29. Архитектура и градостроительство. Министерство строительства и территориального развития Мурманской области [Электронный ресурс]: URL: https://minstroy.gov-murman.ru/activities/arhitektura/ (дата обращения 06.03.2019).

30. Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых – Российский Федеральный Геологический Фонд [Электронный ресурс]: URL: https://www.rfgf.ru/gkm/ (дата обращения: 05.03.2019).

31. Перечень речных портов [Электронный ресурс]: URL: http://www.morflot.ru/deyatelnost/napravleniya_deyatelnosti/portyi_rf/perechen_rechnyih_portop.html (дата обращения 04.03.2019).

32. Проект схемы территориального планирования Ненецкого автономного округа (изменения 2017 года) [Электронный ресурс]: URL: http://gkh.adm-nao.ru/arhitektura-i-gradostroitelstvo/strategicheskoe-planirovanie/proekt-shemy-territorialnogoplanirovaniya-neneckogo-avtonomnogo-okrug/ (дата обращения: 09.03.2019).

33. Проект Схемы территориального планирования РС(Я) [Электронный ресурс]: URL: https://minstroy.sakha.gov.ru/proekt-shemi-territorialynogo-planirovaniya-rs (дата обращения 12.03.2019).

34. Реестр морских портов [Электронный ресурс]. URL: http://www.morflot.ru/deyatelnost/napravleniya_deyatelnosti/portyi_rf/reestr_mp.html (дата обращения 03.03.2019).

35. Схема территориального планирования Архангельской области [Электронный ресурс]: URL: https://old.dvinaland.ru/region/map/ (дата обращения 08.03.2019).

36. Схема территориального планирования Ямало-Ненецкого автономного округа [Электронный ресурс]: URL: https://www.yanao.ru/activity/1530/ (дата обращения 10.03.2019).

37. Схема территориального планирования. Правительство Республики Карелия [Электронный ресурс]: URL: http://old.gov.karelia.ru/Power/Committee/Build/Plan/index.html (дата обращения 07.03.2019).

38. Схемы территориального планирования Красноярского края [Электронный ресурс]: URL: http://minstroy.krskstate.ru/graddoc/terrplan/0/id/25663 (дата обращения 11.03.2019 г.).

39. Geofabrik Download Server [Электронный ресурс]: URL: http://download.geofabrik.de/ (дата обращения 02.03.2019).

40. Google Планета Земля [Электронный ресурс]. URL: https://www.google.com/intl/ru/earth/ (дата обращения 15.03.2019).

41. Highway Functional Classification Concepts, Criteria and Procedures [Электронный ресурс]: URL: https://www.fhwa.dot.gov/planning/processes/statewide/related/highway_functional_classifications/ (дата обращения 06.03.2019).

42. Homepage. Copernicus [Электронный ресурс]: URL: https://www.copernicus.eu/en (дата обращения 14.03.2019).

43. Landsat Science [Электронный ресурс]: URL: https://landsat.gsfc.nasa.gov/ (дата обращения 13.03.2019).

44. OpenStreetMap Россия – Карта Online [Электронный ресурс]: URL: http://openstreetmap.ru/#map=3/62/88 (дата обращения 01.03.2019).