Пространственное моделирование данных магнитного мониторинга почв и мхов-эпифитов
DOI:
https://doi.org/10.31251/pos.v9i3.365Ключевые слова:
магнитная восприимчивость; почвы; мхи-эпифиты; пространственная интерполяция.Аннотация
Цель исследования. Выполнить пространственное моделирование значений коэффициента магнитного усиления почв и мхов-эпифитов урбанизированной территории.
Место и время проведения. Территория жилой застройки Мотовилихинского района г. Перми. Образцы почв и мхов-эпифитов отобраны в июне 2024 года (57°59ʹ04,80ʺ с.ш. и 56°15ʹ44,45ʺ в.д.; 58°03ʹ02,52ʺ с.ш. и 56°19ʹ09,54ʺ в.д.).
Методы. Лабораторные исследования включали подготовку проб и измерение объемной магнитной восприимчивости (ОМВ). Формирование картографических материалов на основе точечных данных выполнялось в программах QGIS и SAGA GIS. Данные работы включали интерполяцию геостатистическим методом ординарного кригинга (модуль Smart Map QGIS), реклассификацию растровых слоев абсолютных значений в значения коэффициентов магнитного усиления при помощи инструмента QGIS «калькулятор растров». Для анализа структуры признакового пространства (с учетом расстояния до источника высокомагнитных соединений – ПАО «Мотовилихинские заводы») коэффициента магнитного усиления (MEFK) почв и мхов-эпифитов применяли ядерную оценку плотности распределения на основе библиотек pandas и matplotlib языка программирования Python.
Основные результаты. Почвенный покров имел широкий диапазон значений ОМВ (от 0,120 до 19,310 ae × 10-3 СИ); магнитная восприимчивость мхов-эпифитов заметно ниже и эти значения распределены более равномерно (от 0,01 до 1,13 ae × 10-3 СИ). В качестве фонового значения магнитной восприимчивости использовали первый дециль распределения, который составил 0,558 для почв и 0,110 для мхов-эпифитов. Минимальные значения ОМВ у почв и мхов-эпифитов характерны для скверов и внутридворовых территорий, что подтверждает их роль как относительно чистых зон с низким уровнем накопления высокомагнитных частиц. Максимальные значения ОМВ характерны для окрестностей промзоны и частного сектора, что обусловлено близким расположением к ПАО «Мотовилихинские заводы». Для отображения пространственного распределения коэффициента магнитного усиления, значения пикселей классифицированы в соответствии с пороговой шкалой, основанной на кратности превышения фонового уровня.
Заключение. В результате проведенных исследований обосновано применение коэффициента магнитного усиления для картографирования эколого-магнитного состояния урбанизированной территории. Карты этого коэффициента для почв и мхов-эпифитов по сравнению с картами значений объемной магнитной восприимчивости имеют сопоставимые между собой значения по уровням накопления техногенных частиц. Применение MEFK для картографирования результатов магнитометрической съемки позволило перейти к относительной оценке уровня накопления техногенных магнитных частиц и выделить сопоставимые градации загрязнения («нет обогащения», «низкий», «средний», «высокий», «очень высокий») как для почв, так и для мхов-эпифитов. Использование такого подхода для сравнения пространственного распределения результатов исследований магнитной восприимчивости у почв и мхов-эпифитов представляет научную новизну для задач биомониторинга урбанизированных территорий России. В условиях Мотовилихинского района г. Перми ведущим фактором является расстояние от промышленного предприятия, определяющее зону переноса и аккумуляции техногенных магнитных частиц.
