TY - JOUR

T1 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ И ЭМЕРДЖЕНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ВОДНОГО ОБЪЕКТА

AU - Панютин, Николай Алексеевич

AU - Дмитриев, Василий Васильевич

AU - Примак, Екатерина Алексеевна

N1 - Панютин Н. А., Дмитриев В. В., Примак Е. А. Интегральная оценка экологического статуса с учетом нелинейности взаимосвязи между параметрами и эмерджентными свойствами водного объекта // Труды Карельского научного центра РАН. 2025. № 6. С. 319-330 doi: 10.17076/lim2210

PY - 2025/11/5

Y1 - 2025/11/5

N2 - Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования современных методов оценки экологического и геоэкологического статуса природных объектов как сложных систем при различном сочетании их состава, свойств и приоритетов оценочных исследований. Традиционно при решении проблемы выбора нормирующей функции, как этапа построения интегральных показателей, в научных публикациях не обсуждаются вид связи (прямая или обратная) и возможность учета нелинейности связи параметров с оцениваемым системным свойством. В работе продемонстрировано сравнение результатов интегральной оценки экологического статуса, полученных с помощью различных моделей-классификаций, с учетом использования в нормирующих функциях как линейных, так и нелинейныхспособов отображения взаимосвязи между параметрами и свойствами системы. Сравнение выполнено на уровне количественной оценки субиндексов и итогового значения интегрального показателя экологического статуса водоема (ИПЭС) в реализованных вариантах. В качестве ключевого водоема выбрано озеро Волковское (Суури) на севере Карельского перешейка. Для озера собрана обширная база данных по физическим, химическим и биологическим параметрам, связанным с определением трофности, качества и токсического загрязнения воды, потенциальной устойчивости водоема, позволившим оценить его экологический статус. Первая задача исследования – установить, сильно ли изменятся значения субиндекса трофности (ИПТ) с введением нелинейной связи между критериями оценки и индексом трофности. Варианты изменения значений, учитывающих степень нелинейности λ в приведенных в статье нормирующих функциях, включали только положительные значения: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0. Основная задача исследователя – в будущих оценках обосновать значение данного параметра для каждого учитываемого критерия. Эксперименты проводились в упрощенном варианте. Параметр λ задавался одним для всех критериев, входящих в субиндекс ИПТ. Вторая задача – выяснить, насколько изменится интегральный показатель экологического статуса (ИПЭС) с учетом нелинейности связи в индексе ИПТ и изменения приоритетов (весов) учета субиндекса ИПТ на последнем этапе свертки. При этом для остальных учитываемых субиндексов (субиндекс качества воды ИПК и субиндекс потенциальной устойчивости ИПУ) сохранялась линейная связь параметров с оцениваемым свойством на всех этапах свертки показателей. Расчеты представлены в графической и табличной форме. В результате исследования выявлено, что изменение параметра λ в сторону уменьшения степени нелинейности дает в итоге сдвиг вправо по оценочной шкале ИПЭС, а при увеличении этого параметра отмечено, что значения ИПЭС сдвигаются влево по оценочной шкале. Рассмотрены варианты изменения степени нелинейности и приоритета (веса) ИПТ в оценке ИПЭС.

AB - Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования современных методов оценки экологического и геоэкологического статуса природных объектов как сложных систем при различном сочетании их состава, свойств и приоритетов оценочных исследований. Традиционно при решении проблемы выбора нормирующей функции, как этапа построения интегральных показателей, в научных публикациях не обсуждаются вид связи (прямая или обратная) и возможность учета нелинейности связи параметров с оцениваемым системным свойством. В работе продемонстрировано сравнение результатов интегральной оценки экологического статуса, полученных с помощью различных моделей-классификаций, с учетом использования в нормирующих функциях как линейных, так и нелинейныхспособов отображения взаимосвязи между параметрами и свойствами системы. Сравнение выполнено на уровне количественной оценки субиндексов и итогового значения интегрального показателя экологического статуса водоема (ИПЭС) в реализованных вариантах. В качестве ключевого водоема выбрано озеро Волковское (Суури) на севере Карельского перешейка. Для озера собрана обширная база данных по физическим, химическим и биологическим параметрам, связанным с определением трофности, качества и токсического загрязнения воды, потенциальной устойчивости водоема, позволившим оценить его экологический статус. Первая задача исследования – установить, сильно ли изменятся значения субиндекса трофности (ИПТ) с введением нелинейной связи между критериями оценки и индексом трофности. Варианты изменения значений, учитывающих степень нелинейности λ в приведенных в статье нормирующих функциях, включали только положительные значения: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0. Основная задача исследователя – в будущих оценках обосновать значение данного параметра для каждого учитываемого критерия. Эксперименты проводились в упрощенном варианте. Параметр λ задавался одним для всех критериев, входящих в субиндекс ИПТ. Вторая задача – выяснить, насколько изменится интегральный показатель экологического статуса (ИПЭС) с учетом нелинейности связи в индексе ИПТ и изменения приоритетов (весов) учета субиндекса ИПТ на последнем этапе свертки. При этом для остальных учитываемых субиндексов (субиндекс качества воды ИПК и субиндекс потенциальной устойчивости ИПУ) сохранялась линейная связь параметров с оцениваемым свойством на всех этапах свертки показателей. Расчеты представлены в графической и табличной форме. В результате исследования выявлено, что изменение параметра λ в сторону уменьшения степени нелинейности дает в итоге сдвиг вправо по оценочной шкале ИПЭС, а при увеличении этого параметра отмечено, что значения ИПЭС сдвигаются влево по оценочной шкале. Рассмотрены варианты изменения степени нелинейности и приоритета (веса) ИПТ в оценке ИПЭС.

KW - экологический статус; трофический статус; интегральная оценка; нормирующие функции; показатель степени нелинейности

UR - http://journals.krc.karelia.ru/index.php/limnology/article/view/2210

U2 - 10.17076/lim2210

DO - 10.17076/lim2210

M3 - статья

SP - 119

EP - 130

JO - Труды Карельского научного центра РАН

JF - Труды Карельского научного центра РАН

SN - 1997-3217

IS - 6

ER -