Карякин И.В.*, Глыбина М.А.**, Левашкин А.П.***, Питерова Е.Н.**
* Государственный природный биосферный заповедник «Керженский», г. Н.Новгород, E-mail: ikar_research@mail.ru
** Нижегородский государственный педагогический университет
*** Нижегородский государственный университет
The bird electrocution on power lines (PL) is one of significant factors impacting on raptor numbers. Authors propose a GIS-based techniques to reveal PL most dangerous for raptors, to estimate damage caused by PL to raptor populations and costs of actions for bird protection within Kinel region of Samara district.
Введение
Технический прогресс не стоит на месте и в современный период развитие той или иной отрасли на благо человека, как правило, лишь усиливает его конфликт с окружающей средой. Развитие энергосетей имеет к негативному влиянию на окружающую среду прямое отношение. В первую очередь это относится к воздушным линиям электропередачи (ЛЭП). Еще в 60-х гг. ХХ столетия, с момента начала интенсивного развития инфраструктуры ЛЭП в нашей стране, возникла проблема гибели на них птиц от поражения электрическим током, она остается актуальной и до сих пор.
В рамках программы «Восстановление численности хищных птиц на территории Самарской области», финансируемой областным Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды, для решения ряда практических задач предпринята попытка расчета в среде ГИС комплекса взаимодействий в модели «Птицы и ЛЭП» на примере Кинельского района Самарской области (рис. 1). Данный район является типичным по своим ландшафтным характеристикам для лесостепной зоны области, имеет умеренно развитую инфраструктуру ЛЭП с отсутствием каких-либо птицезащитных сооружений на всех опорах районной электросети (РЭС).
Рис. 1. Кинельский район на карте Самарской области.
Методика
В ходе полевых исследований в Самарской области проведены площадочные учеты хищных птиц. Получены показатели плотности встреченных видов, определены закономерности распределения гнездовых участков. В августе-сентябре до начала пролета хищных птиц проведена выборочная проверка участков птицеопасных ЛЭП 6-10кВ, установлен видовой состав гибнущих хищных птиц и уровень гибели в разных биотопах (рис. 2). Для погибших птиц определялась их связь с биотопом, расстояние от точки гибели на ЛЭП до границы гнездового/охотничьего биотопов и центра гнездового участка, а также иных объектов и элементов ландшафта, видимых на снимке/тематических картах: реки, населенные пункты и т.д.
Рис. 2. Участки птицеопасных ЛЭП 6-10 кВ, осмотренные в сентябре 2008г. на предмет гибели птиц.
В ходе учетов все места обнаружения живых и погибших хищных птиц фиксировались с помощью GPS-навигаторов Garmin и затем переносились в ГИС.
Для камеральной обработки полученных данных в ArcView 3.3 с использованием дополнительных модулей Spatial Analyst и Image Analysis, а также расширений Edit Tools, X-Tools и др. подготовлен ряд тематических карт, на базе которых и проводился анализ.
Алгоритм работы описан ниже.
- На основе космоснимка Landsat ETM+ 2000 г. (рис. 3) с привлечением ведомственных материалов подготовлены тематические карты Кинельского района: карта растительности (рис. 4), из которой выделен слой леса, карты гидросети, населенных пунктов, ферм, свалок и карта энергосети района (рис. 5).
Рис. 3. Кинельский район на космоснимке Landsat ETM+.
Рис. 4. Карта растительности Кинельского района.
Рис. 5. Тематические слои лесов, гидросети, населенных пунктов и электрической сети на карте Кинельского района.
Космоснимок был классифицирован на 16 классов и генерализован. Классифицированное изображение преобразовано в векторный формат (шейп-файл). Затем была осуществлена элиминация полигонов менее 0,05 кв.км по протяженности границ с большими по площади полигонами.
На основе системы реперных точек составлена легенда соответствия классов типам растительности. Попавшие в один класс по своим спектральным характеристикам разные типы растительности, либо, наоборот, одинаковые типы, имеющие спектральную разницу в данный момент времени, разделены вручную на основе анализа геометрической структуры объектов и их приуроченности к элементам ландшафта.
В качестве лесных местообитаний в отдельный тематический слой выделены 2-5 классы. Нагрузка карты облегчена за счет фильтрации объектов площадью меньше 0,1 кв.км, линейных объектов шириной менее 0,1 км и путем сглаживания границ полигонов.
- Рабочее состояние ЛЭП было уточнено в ходе полевых выездов на местности. Создана база данных рабочих линий с указанием их типа, мощности и протяженности в пределах района. Линии мощностью 6-10 кВ выделены в отдельный тематический слой (рис. 6).
- Для каждой погибшей на ЛЭП птицы были определены пространственные характеристики точки гибели, которые возможно извлечь из подготовленных тематических карт.
Рис. 6. Инфраструктура ЛЭП 6-10 кВ.
Вокруг точек гибели птиц построен буфер радиусом 2 км. Данный радиус определяет зону влияния ЛЭП и основан на среднем расстоянии перемещения птиц разных видов в гнездовой период.
Буферной темой разрезаны тематические карты. Для наиболее важных пространственных объектов, попавших в буфер, подсчитаны расстояния до них от точки гибели птицы. Для каждого вида отобраны наиболее значимые показатели.
Рис. 7. Зона влияния ЛЭП 6-10 кВ.
Рис. 8. Леса, попадающие в зону влияния ЛЭП 6-10 кВ.
- На основе пространственных параметров точек гибели птиц линейная тема ЛЭП 6-10 кВ преобразована в 3-х ступенчатый буфер с шагом 0,5 км (рис. 7).
- Тематический слой лесов Кинельского района разрезан буфером зоны влияния ЛЭП. Для лесов, попавших в зону влияния ЛЭП, определен класс опасности для хищных птиц по расстоянию от ЛЭП (рис. 8).
- Для лесов района, в том числе и лесов в зоне влияния ЛЭП, методом ближайшего соседа по среднему расстоянию между гнездами птиц того или иного вида построена сеть точек, имитирующая структуру распределения гнезд разных видов и позволяющая определить долю участков, попадающих в тот или иной класс опасности.
- В соответствии с полевыми данными, для зоны влияния ЛЭП с разными классами опасности для птиц рассчитана годовая смертность каждого вида и ущерб, основанный на утвержденных Минприроды таксах.
- Определена протяженность наиболее опасных участков ЛЭП и, исходя из средней плотности опор/1 км ЛЭП, рассчитана сметная стоимость их переоборудования изолированным проводом или оснащения изолирующими кожухами из ПВХ.
Результаты
В ходе полевых работ было установлено, что наиболее часто гибнущими на ЛЭП являются врановые птицы (n=80; 60,0%). Доля погибающих пернатых хищников составляет 31,25%, из которых доминируют канюк Buteo buteo (18,75%) и длиннохвостая неясыть Strix uralensis (7,5%).
ГИС-анализ позволил выделить территории, в пределах которых на ЛЭП гибнет больше всего птиц. Для решения этой задачи в первую очередь пришлось определиться с видимыми на тематических картах пространственными объектами и элементами ландшафта, расстояние до которых имеет смысл оценивать при анализе их влияния на гибель птиц. По всей совокупности регистраций птиц порог в 60% преодолели опушка леса, река, населенный пункт, ферма и свалка. Именно около них регистрировалась основная масса птиц. В итоге установлено, что пернатые хищники (n=25) в 96,0% случаев гибли на расстоянии (n=24) 0,01-1,7 км, в среднем 0,42±0,56 км от опушки леса и в 64,0% случаев – на расстоянии (n=16) 0,19-1,94 км, в среднем 1,3±0,49 км от населенных пунктов. Близость к ЛЭП остальных объектов и/или элементов ландшафта не оказывала существенного влияния на уровень гибели хищных птиц.
На ЛЭП мощностью 6-10 кВ в Кинельском районе Самарской области приходится 16,7% ЛЭП. Общая протяженность этих ЛЭП, лежащих в буферных зонах населенных пунктов, ферм, опушек лесов и речных долин, то есть на участках с наиболее высоким уровнем гибели птиц, составляет 309,5 км (64,3% от общей протяженности ЛЭП 6-10 кВ в районе).
Так как гнездовые участки большинства пернатых хищников связаны с лесными опушками, то именно вблизи них гибнет основная масса птиц. Все погибшие длиннохвостые неясыти обнаружены на расстоянии до 210 м от опушки, канюки – до 1,36 км от опушки, причем в 100-метровой зоне погибло 53,3% канюков. Учитывая это, зона влияния ЛЭП была расширена до 1,5 км и разбита на 3 участка, шириной по 0,5 км. Каждый участок соответствует своему классу опасности, причем 1 класс – до 0,5 км – зона, в которой гибнет основная масса хищных птиц.
На основании учетных данных определена численность наиболее массовых видов пернатых хищников – канюка и длиннохвостой неясыти в лесах района, а также на участках леса, попавших в зону влияния ЛЭП (рис. 9). По этим данным рассчитана ежегодная смертность канюка и длиннохвостой неясыти в конце лета в Кинельском районе Самарской области от поражения электротоком на ЛЭП 6-10 кВ. Смертность канюка может составлять 44-53, в среднем 49 особей, а длиннохвостой неясыти 15-17, в среднем 16 особей (10,65% и 5,41% от общей численности обоих видов в районе).
Рис. 9. Карта оценочной плотности гнездования канюка (Buteo buteo) и длиннохвостой неясыти (Strix uralensis) и распределение участков леса, располагающихся в зоне влияния ЛЭП 6-10 кВ 1-го класса опасности для птиц.
Согласно таксам, утвержденным Минприроды, ущерб за уничтожение видов соколообразных и совообразных, не внесенных в Красную книгу России, которыми и являются канюк и длиннохвостая неясыть, составляет 5000 руб. Минимальный ежегодный ущерб этим видам, гнездящимся на территории Кинельского района, наносимый владельцами ЛЭП 6-10 кВ, составляет 295-350 тыс. рублей. Общий годовой ущерб всем птицам, гибнущим на ЛЭП, по Кинельскому району может превышать 1 млн. рублей.
Описанный опыт оценки уровня гибели хищных птиц на линиях электропередачи 6-10 кВ и расчета ущерба в среде ГИС на примере Кинельского района Самарской области может быть тиражирован не только в среде специалистов-орнитологов для решения ряда научных и практических задач, но и взят на вооружение инспекторами и сотрудниками нефте-газодобывающих и энергетических компаний, являющихся пользователями и владельцами ЛЭП 6-10 кВ.
