Анализ изменения береговой линии казахстанского сектора Каспийского моря на основе данных дистанционных средств измерений в контексте их влияния на экосистему прибрежной зоны
DOI:
https://doi.org/10.32523/8gwpta33Ключевые слова:
дистанционное зондирование, MODIS, Landsat, Sentinel-2, мониторинг прибрежных зон, экосистемаАннотация
За последние десятилетия береговая линия казахстанского сектора Каспийского моря все более заметно претерпевает изменения вследствие колебаний уровня моря. Основными воздействующими факторами являются природные и антропогенные факторы. Все эти изменения оказывают существенное влияние на прибрежную экосистему западного региона республики. Колебания уровня моря, изменения режима и объема стока приточных рек, а также хозяйственная деятельность человека служат причинами деградации территорий водно-болотных угодий и сокращения площади водного зеркала моря. Все эти факторы оказывают влияние на трансформацию структуры прибрежного рельефа.
Для исследования изменения береговой линии казахстанского сектора Каспийского моря были использованы данные дистанционного зондирования Земли MODIS, Landsat и Sentinel-2. Дополнительно для более развернутого пространственного анализа были организованы полевые наблюдения на ключевых участках с применением дронов.
Комплексное использование двух методов дало возможность выявить пространственно-временные тенденции изменения экосистемы. По полученным результатам можно сделать вывод о том, что в период с 2000 по 2025 год общая площадь водного зеркала моря сократилась до 16 834 км2. Наиболее значительные изменения прибрежной территории наблюдаются в северной части казахстанского сектора Каспийского моря.
По данным наблюдений установлено, что на участках Пешной, Прорва, Мёртвый Култук, Новинского заказника и резервата «Акжайык» формируются мелководные зоны, солончаки и пустынные ландшафты. Такое преобразование территории приводит к сокращению природных местообитаний для различных видов организмов и существенной деградации экосистемы.
Результаты анализа и оценки подчеркивают системный характер трансформации экосистем казахстанского сектора Каспийского моря и всей прибрежной территории. Таким образом подчеркивается актуальность необходимости регулярного мониторинга, оценки гидрологического баланса и разработки стратегий сохранения и восстановления прибрежных биотопов.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Ashtab, D., Golamalifard, M., Jokar, P., Kostianoy, A. G., & Semenov, A. V. (2024). Spatial planning of marine protected areas in the Southern Caspian Sea: comparison of multi‑criteria evaluation and simulated annealing algorithm. Journal of Marine Science and Engineering, 12(1), 123. https://doi.org/10.3390/jmse12010123 DOI: https://doi.org/10.3390/jmse12010123
2. Badulin, S. I., Kostianoy, A. G., Lebedev, S. A., & Popov, A. P. (2025). The Caspian Sea as a full‑scale experimental facility supported by altimetry measurements of wind‑driven waves. Dynamics of Atmospheres and Oceans, 110, 101554. https://doi.org/10.1016/j.dynatmoce.2025.101554 DOI: https://doi.org/10.1016/j.dynatmoce.2025.101554
3. Bodini, A., Pereira, D., & Scotti, M. (2024). The decline of kilkas, sturgeons and seals in the Caspian Sea: The potential of qualitative loop analysis for the cumulative assessment of multiple drivers of stress. Marine Pollution Bulletin, 200, 116091. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116091 DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116091
4. Brekke, C., & Solberg, A. H. S. (2005). Oil spill detection by satellite remote sensing. Remote Sensing of Environment, 95(1), 1-13. https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.11.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.11.015
5. Cavalli, R. M. (2024). Remote data for mapping and monitoring coastal phenomena and parameters: a systematic review. Remote Sensing, 16(3), 446. https://doi.org/10.3390/rs16030446 DOI: https://doi.org/10.3390/rs16030446
6. Chen, J., Cazenave, A., Wang, S.-Y., & Li, J. (2023). Caspian Sea level change observed by satellite altimetry. Remote Sensing, 15(3), 703. https://doi.org/10.3390/rs15030703 DOI: https://doi.org/10.3390/rs15030703
7. Chen, J., Li, J., & Cazenave, A. (2024). Multi‑decadal changes in Caspian Sea level from satellite altimetry and hydrological models. Journal of Marine Systems, 251, 104650. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2024.104650
8. Court, R., Lattuada, M., Shumeyko, N., Baimukanov, M., Eybatov, T., Kaidarova, A., & Goodman, S. J. (2025). The rapid decline of the Caspian Sea level threatens ecosystem integrity, biodiversity protection, and human infrastructure. Communications Earth & Environment, 6(1), 261. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02212-5 DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-02212-5
9. Dyakonov, G. S., & Ibrayev, R. A. (2019). Long-term evolution of Caspian Sea thermohaline properties reconstructed in an eddy-resolving ocean general circulation model. Ocean Science, 15, 527-541. https://doi.org/10.5194/os-15-527-2019 DOI: https://doi.org/10.5194/os-15-527-2019
10. Ghorbani Afzal, F., Hasanlou, M., & Rajabi-Kiasari, S. (2023). Monitoring and estimating coastal upwelling using Sentinel-3 satellite imagery (case study: the Caspian Sea). Continental Shelf Research, 261, 105010. https://doi.org/10.1016/j.csr.2023.105010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.csr.2023.105010
11. Hofmann, A., Arpe, K., & Leroy, S. (2017). Caspian Sea evaporating as temperatures rise: evidence from climate reanalysis. Earth’s Future, 5(12), 1260-1274. https://doi.org/10.1002/2017EF000677 DOI: https://doi.org/10.1002/2017EF000677
12. Ivanov, V. A., Kostianoy, A. G., & Lebedev, S. A. (2016). Satellite monitoring of hydrological processes in enclosed and semi‑enclosed seas. Oceanology, 56(6), 843-852. https://doi.org/10.1134/S0001437016060105
13. Ivkina, N. V., Terekhov, A. N., & Naurozbayeva, Zh. A. (2015). Fluctuations of the Caspian Sea level and diagnostics of modern shoreline changes based on Landsat satellite data for 2005-2015 (Kolebaniya urovnya Kaspiyskogo morya i diagnostika sovremennykh izmeneniy polozheniya beregovoy linii po sputnikovym dannym Landsat perioda 2005-2015 godov in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 2, 89-99. https://journal.kazhydromet.kz/kazgidro/article/view/259
14. Ivkina, N. V. (2023). Level fluctuations and their impact on oil pollution in the Kazakh sector of the Caspian Sea (Kolebaniya urovnya i ikh vliyanie na neftyanoye zagryaznenie kazakhstanskogo sektora Kaspiyskogo morya in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 2, 62-72. https://journal.kazhydromet.kz/kazgidro/article/view/259
15. Karbassi, A., & Daryaei, M. (2012). Caspian Sea level change impacts regional seismicity. Journal of Great Lakes Research, 38(4), 667-672. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2012.08.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jglr.2012.09.004
16. Kostianoy, A. G., & Lavrova, O. Y. (2018). Satellite monitoring of oil pollution in the Caspian Sea. Remote Sensing, 10(11), 1815. https://doi.org/10.3390/rs10111815 DOI: https://doi.org/10.3390/rs10111815
17. Kostianoy, A. G., Popov, A. P., & Lebedev, S. A. (2022). Remote sensing of Caspian Sea coastal and hydrological processes: recent advances and challenges. Remote Sensing, 14(15), 3672. https://doi.org/10.3390/rs14153672 DOI: https://doi.org/10.3390/rs14153672
18. Lebedev, S. A., & Kostianoy, A. G. (2008). Satellite altimetry of the Caspian Sea level variability. Marine Geodesy, 31(4), 285-296. https://doi.org/10.1080/01490410802466814
19. Mamaeva, N. (2023). Visualization of Caspian Sea shoreline changes (Vizualizatsiya izmeneniy beregovoy linii Kaspiyskogo morya in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 3, 63-67. https://doi.org/10.54668/2789-6323-2021-102-3-63-67 DOI: https://doi.org/10.54668/2789-6323-2021-102-3-63-67
20. Morozov, B. N., & Abdurakhmanov, G. M. (2009). Assessment and enhancement of Caspian biodiversity conservation potential for national and transboundary environmental challenges (Otsenka i narashchivanie potentsiala sokhraneniya biologicheskogo raznoobraziya Kaspiya dlya resheniya natsionalnykh i transgranichnykh ekologicheskikh problem in Russian). South of Russia: Ecology(Yug Rossii: Ekologiya), 4. https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-i-naraschivanie-potentsiala-sohraneniya-biologicheskogo-raznoobraziya-kaspiya-dlya-resheniya-natsionalnyh-i-transgranichnyh
21. Murvatova, K., & Humbatov, M. (2025). Sturgeons in the Caspian Sea and their conservation measures. Journal of ENDEMISM: Biodiversity & Environment, 3(2), 15-19.
22. Nezlin, N. P., Kostianoy, A. G., & Grigoriev, A. V. (2012). Satellite monitoring of ecological conditions in the Caspian Sea. Environmental Monitoring and Assessment, 184(10), 6101-6114. https://doi.org/10.1007/s10661‑011‑2402‑4
23. Saeidzadeh, A., Ghorbani, M., & Kazemi, S. (2025). Spatiotemporal dynamics of Northern Caspian shorelines (1985-2023) and implications for coastal management. Coastal Studies Journal, 1-12. https://doi.org/10.54668/csj.2025.01
24. Sagatdinova, G., & Nursseitov, D. (2023). Identification of oil spill patterns in the Caspian Sea using SAR Sentinel‑1 imagery and Google Earth Engine. Environmental Monitoring and Assessment, 195, 420. https://doi.org/10.1007/s10661-023-11315-8
25. Sagatdinova, G., & Nursseitov, D. (2024). Processing Sentinel‑1 radar data for identifying oil spills in the Caspian Sea using GEE (Obrabotka radiolokatsionnykh dannykh sputnikа Sentinel‑1 dlya identifikatsii neftyanых razlivov v akvatorii Kaspiyskogo morya v srede GEE in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 1, 100-109. https://doi.org/10.54668/2789-6323-2024-112-1-100-109 DOI: https://doi.org/10.54668/2789-6323-2024-112-1-100-109
26. Sergeeva, A. A., Koshim, Ä., & Saparov, Q. (2023). Natural and recreational assessment of the Caspian Sea and its coast (Prirodno‑rekreatsionnaya otsenka Kaspiyskogo morya i ego poberezhya in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 2, 174-186. https://journal.kazhydromet.kz/kazgidro/article/view/945
27. Shabanova, N., Lahijani, H., & Pourkerman, M. (2014). Caspian Sea level changes at the end of Little Ice Age and its impacts on the avulsion of the Gorgan River. Méditerranée, 145-155. https://doi.org/10.4000/mediterranee.4555 DOI: https://doi.org/10.4000/mediterranee.7226
28. Shiklomanov, I. A., Zavialov, P. O., & Arpe, K. (2019). Climate variability and water balance of the Caspian Sea. Journal of Marine Systems, 194, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2019.02.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2019.02.003
29. Xu, H., 2006. Modification of Normalized Difference Water Index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing, 27(14), 3025-3033. DOI: https://doi.org/10.1080/01431160600589179
30. Yeltay, A. (2022). Possibility of using reanalysis data to assess Caspian Sea water temperature (O vozmozhnosti primeneniya dannykh reanaliza dlya otsenki temperatury vody Kaspiyskogo morya in Russian). Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 4, 45-51. https://doi.org/10.54668/2789-6323-2022-107-4-45-51 DOI: https://doi.org/10.54668/2789-6323-2022-107-4-45-51
31. Yeltay, A., Bazarbay, L., Shishkina, G. (2023). Overview of remote sensing data on wave processes in the Kazakh part of the Caspian Sea. Hydrometeorology and Ecology (Hydrometeorology i ekologiya), 3, 52-59. https://doi.org/10.54668/2789-6323-2023-110-3-52-59 DOI: https://doi.org/10.54668/2789-6323-2023-110-3-52-59
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Серик Ахметов, Дмитрий Малахов (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
