Особо охраняемые природные территории (далее - ООПТ) –  это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны (преамбула Федерального закона «Об особо охраняемых природных территориях» от 14.03.1995 N 33-ФЗ).

В настоящее время действуют и составляют основу системы ООПТ России: 101 государственный природный заповедник (в т.ч. биосферные), 70 национальных парков и 40 государственных природных заказников федерального значения (по базе данных oopt.info), причем сеть их неуклонно расширяется (схема  территориального планирования ООПТ РФ федерального значения на период до 2020 г). Общая площадь ООПТ на настоящий момент  составляет 2,7% от площади всей страны, что превышает площадь современной Швейцарии. Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния, а часть охраняемых территорий России имеет международный статус.

За время существования системы ООПТ в России был накоплен уникальный материал, характеризующий природные особенности этих территорий, данные о растительности и животном мире, описание почв и ландшафтов. Указанная информация собиралась в рамках ведения Летописей природы, требования к содержанию которых были унифицированы на территории СССР.

Произошедшие в 90-х годах экономические преобразования отразились и на состоянии заповедного дела: ведение летописей природы в большинстве ООПТ было перервано и возобновилось в сокращенном объеме в начале 2000-х годов.

Кроме того, спецификой системы российских ООПТ является их «закрытость», сложность получения данных, собранных на конкретной территории, плохо налаженный обмен информацией между ООПТ, и отсутствие унифицированной системы хранения данных. Указанные факторы в совокупности не позволяют получать, сравнивать между собой многолетние данные, полученные в разных ООПТ, и эффективно их использовать.

Практический выход из сложившейся ситуации со сбором, хранением и обработкой данных ООПТ представляет использование возможностей геоинформационных систем, которые начали внедряться в ряде заповедников и национальных парках России в конце 90-хх гг. Это способствует повышению качества решения научных и природоохранных задач, стоящий перед российской системой ООПТ, в связи с тем, что ГИС идеально подходят для обработки и хранения пространственной информации и позволяют в определенной мере выявлять структуру экосистем на основе разрозненных данных по их компонентам.

В настоящем обзоре мы рассматриваем современные особенности использования ГИС в работе заповедников и национальных парков России, а именно их типы, особенности и перспективы.

Типы природоохранных ГИС

В общем виде природоохранные ГИС занимаются решением задач инвентаризации и мониторинга, оценки и прогноза, управления и планирования. Однако их можно разделить по нескольким параметрам:

1. Предметная (более узкая) специализация;

2. Территориальный охват.

В зависимости от предметной специализации для создания работоспособной ГИС требуется различный набор пространственных данных и применение разных ГИС-технологий. С другой стороны, территориальный уровень исследования определяет требования к показателям масштабов и точности используемых материалов и, как следствие, результатам полученных измерений.

Предметная специализация определяется конкретными интересами. Для заповедников – это, главным образом, особенности распространения процессов и явлений, редких и уникальных природных систем, охраняемых и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных, а также задачи экологического просвещения. Национальные парки, в отличие от заповедников, имеют также и высокое рекреационное значение, что подразумевает определенную работу с населением (экологическое просвещение, организация и регулирование отдыха населения в специально выделенных для этой цели местах).

Общие задачи для использования ГИС в заповедниках ⁽¹⁾ и национальных парках ⁽²⁾

На основе материалов, опубликованных в Интернет, мы выделили задачи, которые в настоящее время в некоторых ООПТ решаются с помощью ГИС:

• Создание условий для регулируемого туризма и отдыха в природных условиях, предоставление справочной информации о территории и инфраструктуре ООПТ (разработка и картографирование маршрутов экологических троп, оценка живописности отдельных участков парка) ^(1)-(2)

• Зонирование ООПТ ^(1)-(2)

• Инвентаризация природных и историко-культурных комплексов парка ^(1)-(2)

• Обработка и анализ данных мониторинга (в т.ч. по материалам дистанционного зондирования) с целью оценки экологического состояния территории и разработки природоохранных мероприятий ^(1)-(2)

• Создание и ведение баз данных экологического мониторинга ^(1)-(2)

• Формирование баз и банков данных по флоре и фауне ^(1)-(2)

• Анализ и оценка состояния различных экосистем, подвергнувшихся воздействию аномальных природных явлений ⁽¹⁾

• Моделирование и прогнозирование экологических ситуаций ⁽¹⁾

• Тематическое картографирование различных экосистем ⁽¹⁾

• Разработка и картографирование фенологических маршрутов ⁽¹⁾

• Формирование баз и банков данных на основе фактических наблюдений/измерений, регистрируемых в Летописи природы ⁽¹⁾

• Анализ данных о благоустройстве различных участков ООПТ ⁽²⁾

• Анализ количества рекреантов, интенсивности воздействия на участок ООПТ ⁽²⁾

• Анализ пространственной локализации и транспортной доступности участка ООПТ ⁽²⁾

• Анализ проявления реакции окружающей среды на оказываемое воздействие ⁽²⁾

• Прочее

Специфические особенности и преимущества использования ГИС для заповедника (и отчасти национального парка)

С одной стороны, в российских заповедниках в течение десятилетий был собран огромный и ценнейший объем информации, который сегодня является мертвым грузом и практически недоступен для использования. Создание на этой основе компьютерной базы данных, в особенности - ГИС - это способ сделать собранные данные доступными для научного анализа. С другой стороны, фактически до настоящего времени сбор данных в заповедниках носит «неформальный» характер - система учета часто не имеет четкой структуры, временная и пространственная привязка данных могут быть даны качественно, что делает весьма трудной их автоматизированную обработку.

Переход к использованию ГИС-технологий не требует вносить практически никаких изменений в содержание наблюдений, но форма их фиксации становится значительно более жесткой и адаптированной для компьютерной обработки (табличная структура с кодировками). В этом случае могут быть разработаны алгоритмы экстраполяции этих данных на всю территорию с последующим отображением на карте, в том числе - получение серии карт за разные годы наблюдений.

Картографической основой для создания ГИС заповедника являются: топографические карты и серии тематических карт (геологическая, геоморфологическая, ландшафтная, геоботаническая и др.). Здесь важным условием становится приведение всех карт к единой картографической основе.

Исследование данных с помощью ГИС позволяют выявить иерархию биоценотических связей и  использовать их  в дальнейшем для построения электронных карт и разработки прогностических моделей (>).

Применение ГИС для проектирования ООПТ (>)

Отдельная задача применения ГИС – проектирование ООПТ. Для ее решения существует несколько подходов. В одном варианте задача сводится к наложению слоев с выделенными ценностями, представленными в формализованном виде, друг на друга и определению некоторой суммарной ценности территории. Другой вариант подразумевает, что ценность природных объектов в значительной степени определяется их взаимным положением. В этом случае при проектировании особо охраняемых природных территорий в регионе под охрану берется определенная площадь с ценными природными объектами, при этом обеспечивается определенное пространственное расположение объектов друг относительно друга, для чего иногда приходится охранять объекты, собственная ценность которых представляется достаточно низкой (формирование «экологических коридоров»). И в том и в другом подходе использование ГИС, очевидно, может значительно упростить задачу.

Классификация ГИС ООПТ по территориальному охвату:

• Локальные (для определенного заповедника или национального парка);

• Региональные (например, Морские и прибрежные ООПТ России);

• Глобальные (для всех ООПТ на территории России)

В качестве примеров заповедников и национальных парков, заявляющих о использовании ГИС в своей работе можно отнести: Центрально-лесной государственный природный биосферный заповедник; Государственный природный заповедник «Денежкин камень»; Алтайский заповедник; «Катунский» биосферный заповедник; НП«Водлозерский»; НП «Хвалынский»; НП «Лосиный остров»; НП «Угра»; НП «Тункинский»; НП «Калевальский». Что касается используемого при этом программного обеспечения, то абсолютное большинство использует программные решения марки ESRI, на втором месте, находится MapInfo, третье место занимает суммарно все прочее ПО, как проприетарное так и открытое.

Морские и прибрежные ООПТ России – это довольно свежий проект региональной ГИС ГНЦ "Арктического и антарктического научно-исследовательского института", представленный в сети Интернет. Другой пример региональной ГИС – ГИС ООПТ Ленинградской области, разработанный также ГНЦ «Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом».

К глобальным пока можно отнести не сами ГИС, а, скорее, базы данных по ООПТ по всей территории России и электронные атласы. В первую очередь – это сайт Министерства природных ресурсов, где в электронном виде представлен ГИС-атлас «Недра России». Здесь представлены различные карты по федеративным округам и субъектам РФ, в том числе карты ООПТ, однако, к сожалению, пока еще не для всех регионов. Затем стоит упомянуть не менее значительный проект oopt.info, содержащий базу данных и картографическое отображение границ всех ООПТ России федерального значения. Также в рамках программы "Информационные системы по биоразнообразию" от ФЦНТП Минпромнауки России, и частично в рамах программы Отделения биологических наук РАН ("Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами") создана пилотная версия общедоступной информационно-поисковой системы и интегрированной базы данных (БД) по фауне и флоре, содержащая информацию о видовом составе живых организмов, охраняемых в настоящее время на заповедных территориях России.

Заключение

Несмотря на очевидные преимущества, для повсеместного и полноценного использования ГИС в ООПТ России существуют определенные сложности, большинство из которых сродни проблемам ГИС из других областей: нехватка квалифицированных кадров, проблема получения или обмена данными и др. Сейчас постоянно растет количество компаний, занимающихся разработкой ГИС, в том числе для ООПТ. Относительно недавно наша компания также начала принимать участие в проектах по созданию ГИС для ООПТ. Практически сразу стала видна большая нехватка современных подходов и геоинформационных решений для ведения заповедного дела на территории нашей страны. Поэтому настоящим обзором мы хотели привлечь внимание заинтересованных лиц к вопросу современного использования ГИС в рамках ООПТ России и настроить на совместный диалог для его решения и дальнейшего развития.

* Источник фотоматериалов: http://zapoved.ru