Geosystems Transition Matrix as a Tool for Geoecological Interpretation of Spatial Transformation in KhMAO – Yugra
DOI:
https://doi.org/10.52575/2712-7443-2026-50-2-380-392Keywords:
transformation of geosystems, transition matrix, carbon balance, geoecological potential, GIS analysis, nature-based climate solutions (NCS), KhMAO – YugraAbstract
The article examines the application of the geosystem transition matrix as a tool for geoecological interpretation of spatial transformation at the regional level. The relevance of the study is determined by the need to integrate quantitative assessment of changes in the carbon balance with the analysis of the spatial structure of geosystems, which in existing approaches are typically considered separately. Based on GIS-based cartographic processing of multi-temporal data (2000 and 2015) for the territory of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra (KhMAO – Yugra), a transition matrix was constructed, reflecting transformation pathways of boreal plain forest, plain peatland, floodplain meadow, and aquatic geosystems, as well as technogenically disturbed areas. A quantitative analysis of transitions was performed, including determination of their proportional contribution and spatial localization. We have established that the dominant transformations are associated with the conversion of boreal plain forest geosystems into plain peatland and aquatic geosystems, as well as the formation of technogenically disturbed areas within zones of intensive industrial development. These processes are driven by changes in the hydrological regime caused by the development of linear and areal infrastructure of the oil and gas complex. The construction of roads, pipelines, and embankments disrupts natural drainage and redistributes surface and groundwater flow, which, under flat terrain conditions, leads to secondary waterlogging, flooding of forest stands, and formation of persistent water bodies. The formation of technogenic areas is directly related to the placement of well clusters, production sites, sludge pits, and quarries, which is accompanied by direct destruction of soil-vegetation cover and local restructuring of the landscape structure. The study shows that the direction of geosystem transformation determines changes in their functional role (as sinks or sources of greenhouse gases) in shaping the aggregate carbon balance of the territory. A classification of geosystem transitions is proposed, including stable, degradation, hydrological, and technogenic processes. Based on the integration of the transition matrix and spatial localization of transitions, priority areas for the implementation of nature-based climate solutions are justified. Our findings prove that the transition matrix can be used as a tool for geoecological interpretation, making it possible to link changes in carbon balance to spatial transformation of geosystems and facilitating territorial differentiation according to conditions for implementing nature-based climate solutions.
Downloads
References
Список источников
Берлянт А.М. 2002. Картография. М., Аспект Пресс, 336 с.
Экологическая доктрина Российской Федерации. 2002. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 года № 1225-р. Электронный ресурс. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_92097/ (дата обращения: 22.01.2026).
IPCC. 2006. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 4: Agriculture, Forestry and Other Land Use. Hayama, Institute for Global Environmental Strategies. Electronic resource. URL: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol4.html (date of access: 28.04.2026).
Список литературы
Аитов И.С., Козелкова Е.Н., Кузнецова Э.А. 2015. Виды антропогенных нагрузок на почво-грунты и снежный покров в районах кустовых площадок Нижневартовского региона. Международный научно-исследовательский журнал, 10–4(41): 84–86. https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.148
Алферов А.М., Блинов В.Г., Гитарский М.Л., Грабар В.А., Замолодчиков Д.Г., Зинченко А.В. 2017. Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах. Саратов, Амирит, 278 с.
Бакланов П.Я. 2024. Пространственные структуры и территориальные системы в региональном развитии: избранное. Владивосток, Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, 464 с.
Балязин И.В. 2018. Анализ динамики степных геосистем с применением картографического метода на примере Койбальской степи. Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле, 26: 18–30. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2018.26.18
Гилева Л.Н., Егорова Н.В. 2019. Исследование и оценка воздействия объектов нефтегазового комплекса на окружающую природную среду северных территорий в целях предотвращения и снижения неблагоприятных техногенных последствий. Нефть и газ, 1: 121–132.
Голеусов П.В. 2023. Предварительная оценка потенциала поглощения углекислого газа экосистемами Белгородской области. Успехи современного естествознания, 12: 169–177. https://doi.org/10.17513/use.38188
Голеусов П.В. 2025. Результаты мониторинга концентрации и потоков углекислого газа в г. Белгороде (2023–2024 гг.). Региональные геосистемы, 49(3): 462–476. https://doi.org/10.52575/2712-7443-2025-49-3-462-476
Гуня А.Н., Гайрабеков У.Т., Гагаева З.Ш. 2022. Изучение ландшафтной структуры для оценки углеродного баланса горных экосистем. Геология и геофизика Юга России, 12(3): 170–181. https://doi.org/10.46698/VNC.2022.48.65.012
Демаков Ю.П., Сафин М.Г. 2007. Проблема оценки углерододепонирующей способности экосистем олиготрофных болот и пути ее решения. Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 1: 55–66.
Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования. 2024. М., Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 360 с.
Исаченко А.Г. 1976. Прикладное ландшафтоведение. Часть 1. Л., Изд-во Ленинградского ун-та, 152 с.
Коломыц Э.Г., Сурова Н.А. 2019. Методы расчетов углеродного баланса лесных экосистем при глобальных изменениях климата. Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии, 28(2): 189–218. https://doi.org/10.24411/2073-1035-2019-10221
Колдобская Н.А. 2021. Экологическая ситуация в городах и районах Ставропольского края. Вестник Московского университета. Серия 5. География, 5: 45–56. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2021-5-45-56
Лебедев Э.А., Ахмедова И.Д., Тесленок С.А. 2026. Сравнительная эффективность углерод-регулирующей функции болот и бореальных лесов средней тайги Западной Сибири. Экология и промышленность России, 30(4): 57–61. https://doi.org/10.17323/1995-0675-2026-30-4-57-61
Лебедев Э.А., Скурихин А.А. 2024. Лесная рекультивация шламовых амбаров как механизм реализации природных климатических решений в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре. В кн.: Геоэкология и рациональное недропользование: от науки к практике. Материалы IV Всероссийской научной конференции молодых ученых, Белгород, 10 октября 2024. Белгород, БелГУ: 172–174.
Мячина К.В. 2014. Опыт дистанционного мониторинга степных ландшафтов в районах нефтепромыслов на основе снимков Landsat. Вопросы степеведения, 11: 145–152.
Мячина К.В., Дубровская С.А., Ряхов Р.В., Щавелев А.Н. 2023. Изменения средообразующих параметров степных геосистем в условиях нефтедобычи (на примере Волго-Уральского региона). Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле, 46: 114–127. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2023.46.114
Попов В.А. 2022. Об основных положениях учения о ландшафтогенезе. Центральноазиатский журнал географических исследований, 1–2: 4–17.
Середовских Б.А. 2025. Ландшафтно-гидрологические системы Севера Западной Сибири: оценка геоэкологического риска. Нижневартовск, Нижневартовский государственный университет, 495 с. https://doi.org/10.35634/2412-9518-2024-34-2-190-201
Сочава В.Б. 1978. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск, Наука, 319 с.
Трефилова Н.Я., Грачева М.К., Корочкина А.М. 2015. ГИС-модель карты функционального зонирования как основа при постановке природоохранных работ. В кн.: Актуальные проблемы региональной экологии и биодиагностика живых систем. Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Киров, 1–2 декабря 2015. Киров, Веси: 215–219.
Церенова М.П., Музалевский А.А. 2015. К вопросу комплексной геоэкологической оценки урбанизированной территории в прибрежной зоне. Экологический и экономический аспекты. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета, 38: 189–201.
Чимитдоржиева Г.Д., Чимитдоржиева Э.О., Мильхеев Е.Ю., Цыбенов Ю.Б., Корсунова Ц.Д.-Ц. 2024. Секвестрация углерода экосистемами холодных территорий Забайкалья. Агрохимия, 12: 48–53. https://doi.org/10.31857/S0002188124120074
Dyukarev E., Zarov E., Alekseychik P., Nijp J., Filippova N., … Lapshina E. 2021. The Multiscale Monitoring of Peatland Ecosystem Carbon Cycling in the Middle Taiga Zone of Western Siberia: The Mukhrino Bog Case Study. Land, 10(8): 824. https://doi.org/10.3390/land10080824
Vaganov E.A., Vedrova E.F., Verkhovets S.V., Efremov S.P., Efremova T.T., … Shibistova O.B. 2005. Forests and Swamps of Siberia in the Global Carbon Cycle. Siberian Journal of Ecology, 12(4): 631–649.
References
Aitov I.S., Kozelkova E.N., Kuznetsova E.A. 2015. Types of Anthropogenic Loads on Soils and Snow Cover in Well Cluster Areas of the Nizhnevartovsk region. International Research Journal, 10–4(41): 84–86 (in Russian). https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.148
Alferov A.M., Blinov V.G., Gitarsky M.L., Grabar V.A., Zamolodchikov D.G., Zinchenko A.V. 2017. Monitoring of Greenhouse Gas Fluxes in Natural Ecosystems. Saratov, Pabl. Amirit, 278 p. (in Russian).
Baklanov P.Ya. 2024. Spatial Structures and Territorial Systems in Regional Development: Selected Works. Vladivostok, Pabl. Pacific Institute of Geography Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 464 p. (in Russian)
Balyazin I.V. 2018. Analysis of the Dynamics of Steppe Geosystems Using the Cartographic Method: a Case Study of the Koibal Steppe. Bulletin of Irkutsk State University. Series: Earth Sciences, 26: 18–30 (in Russian). https://doi.org/10.26516/2073-3402.2018.26.18
Gileva L.N., Egorova N.V. 2019. Study and Assessment of the Impact of Oil and Gas Complex Facilities on the Natural Environment of Northern Territories for the Prevention and Reduction of Adverse Technogenic Consequences. Oil and Gas, 1: 121–132 (in Russian).
Goleusov P.V. 2023. Preliminary Assessment of the Potential for Carbon Dioxide Absorption by Ecosystems of the Belgorod Oblast. Advances in Current Natural Sciences, 12: 169–177 (in Russian). https://doi.org/10.17513/use.38188
Goleusov P.V. 2025. Results of Monitoring Carbon Dioxide Concentrations and Fluxes in Belgorod (2023–2024). Regional Geosystems, 49(3): 462–476 (in Russian). https://doi.org/10.52575/2712-7443-2025-49-3-462-476
Gunya A.N., Gairabekov U.T., Gagaeva Z.Sh. 2022. Study of Landscape Structure for Assessing the Carbon Balance of Mountain Ecosystems. Geology and Geophysics of Russian South, 12(3): 170–181 (in Russian). https://doi.org/10.46698/VNC.2022.48.65.012
Demakov Yu.P., Safin M.G. 2007. The Problem of Assessing the Carbon-Depositing Capacity of Oligotrophic Bog Ecosystems and Ways to Solve It. Bulletin of PSTU. Series: Forest. Ecology. Nature Management, 1: 55–66 (in Russian).
Climate change: causes, risks, consequences, problems of adaptation and regulation. 2024. Moscow, Pabl. A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences, 360 p. (in Russian).
Isachenko A.G. 1976. Prikladnoye landshaftovedeniye [Applied Landscape Science]. Part 1. Leningrad, Pabl. Leningrad University Press, 152 p.
Kolomyts E.G., Surova N.A. 2019. Methods for Calculating the Carbon Balance of Forest Ecosystems Under Global Climate Change. Samarskaya Luka: Problems of Regional and Global Ecology, 28(2): 189–218 (in Russian). https://doi.org/10.24411/2073-1035-2019-10221
Koldobskaya N.A. 2021. Ecological Situation in Cities and Districts of Stavropol Krai. Bulletin of Moscow University. Series 5. Geography, 5: 45–56 (in Russian). https://doi.org/10.33623/0579-9406-2021-5-45-56
Lebedev E.A., Akhmedova I.D., Teslenok S.A. 2026. Comparative Effectiveness of the Carbon-Regulating Function of Bogs and Boreal Forests of the Middle Taiga of Western Siberia. Ecology and Industry of Russia, 30(4): 57–61 (in Russian). https://doi.org/10.17323/1995-0675-2026-30-4-57-61
Lebedev E.A., Skurikhin A.A. 2024. Forest Reclamation of Sludge Pits as a Mechanism for Implementing Natural Climate Solutions in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug–Yugra. In: Geoecology and Rational Subsoil Use: From Science to Practice. Proceedings of the IV All-Russian Scientific Conference of Young Scientists, Belgorod, 10 October 2024. Belgorod, Pabl. BelSU: 172–174 (in Russian).
Myachina K.V. 2014. Experience of Remote Monitoring of Steppe Landscapes in Oil Field Areas Based on Landsat Imagery. Questions of Steppe Science, 11: 145–152 (in Russian).
Myachina K.V., Dubrovskaya S.A., Ryakhov R.V., Shchavelev A.N. 2023. Changes in Environmental Parameters of Steppe Geosystems Under Oil Production Conditions (on the Example of the Volga-Ural Region). Bulletin of Irkutsk State University. Series Earth Sciences, 46: 114–127 (in Russian). https://doi.org/10.26516/2073-3402.2023.46.114
Popov V.A. 2022. On the Basic Provisions of the Theory of Landscape Genesis. Central Asian Journal of Geographical Research, 1–2: 4–17 (in Russian).
Seredovskikh B.A. 2025. Landscape-Hydrological Systems of the North of Western Siberia: Assessment of Geoecological Risk. Nizhnevartovsk, Pabl. Nizhnevartovsk State University, 495 p. (in Russian). https://doi.org/10.35634/2412-9518-2024-34-2-190-201
Sochava V.B. 1978. Vvedeniye v ucheniye o geosistemakh [Introduction to the Theory of Geosystems]. Novosibirsk, Pabl. Nauka, 319 p.
Trefilova N.Ya., Gracheva M.K., Korochkina A.M. 2015. GIS Model of a Functional Zoning Map as a Basis for Planning Environmental Protection Work. In: Current Problems of Regional Ecology and Biodiagnostics of Living Systems. Proceedings of the XIII All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation, Kirov, 1–2 December 2015. Kirov, Pabl. Vesi: 215–219 (in Russian).
Tserenova M.P., Muzalevsky A.A. 2015. On the Issue of Comprehensive Geoecological Assessment of Urbanized Territory in the Coastal Zone: Ecological and Economic Aspects. Scientific Notes of the Russian State Hydrometeorological University, 38: 189–201 (in Russian).
Chimitdorzhieva G.D., Chimitdorzhieva E.O., Milkheev E.Yu., Tsybenov Yu.B., Korsunova Ts.D.-Ts. 2024. Carbon Sequestration by Ecosystems of Cold Territories of Transbaikalia. Agrochemistry, 12: 48–53 (in Russian). https://doi.org/10.31857/S0002188124120074
Dyukarev E., Zarov E., Alekseychik P., Nijp J., Filippova N., … Lapshina E. 2021. The Multiscale Monitoring of Peatland Ecosystem Carbon Cycling in the Middle Taiga Zone of Western Siberia: The Mukhrino Bog Case Study. Land, 10(8): 824. https://doi.org/10.3390/land10080824
Vaganov E.A., Vedrova E.F., Verkhovets S.V., Efremov S.P., Efremova T.T., … Shibistova O.B. 2005. Forests and Swamps of Siberia in the Global Carbon Cycle. Siberian Journal of Ecology, 12(4): 631–649.
Abstract views: 0
Share
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2026 Regional Geosystems
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
